修井防喷器的结构优化及其系统仿真
本文关键词: 修井作业 防喷器 结构优化 有限元分析 液压仿真 出处:《东北石油大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着我国大部分油、气田步入开发中期及后期,由于油井本身故障、井管柱结构损坏、采油设备故障等原因,致使生产井不能正常生产,需要进行修井作业。修井用防喷器直接在井口进行操作不需要钻井平台,适用于油管和套管间环空的防喷和油管内井涌的发生。修井防喷器结构紧凑、质量较小以及方便运输,因此修井作业用防喷器有较好的发展前景。本文以修井防喷器结构和液压系统为研究对象,综合修井防喷器的使用特点,对防喷器的壳体进行了理论分析并优化了结构尺寸,通过有限元方法对优化前后壳体的强度进行了校核,对比发现优化后的壳体强度符合要求,而且大大降低了壳体的重量,节约了成本,增强了修井作业井口的稳定性;侧门是防喷器的关键部件,起到了密封闸板腔和密封缸的作用,侧门密封性能的好坏直接影响了防喷器的性能。本文对侧门的密封理论进行了研究,分析得到侧门密封失效原因并对侧门密封槽结构进行优化,通过有限元分析得出优化后的侧门密封性能更加可靠,并且解决了螺栓的早期断裂问题。对防喷器关键部件丝杆和活塞杆进行了有限元分析,对其强度进行了校核,验证了其设计的合理性。本文通过对修井防喷器动作的分析,对传统的防喷器液压系统进行了优化,得出了合理的液压系统。利用AMESim软件对修井防喷器的液压系统进行模拟仿真分析,夹紧油缸和剪切油缸完成动作分别小于5s,整个动作完成小于10s,动作迅速,且系统压力仍有一定的裕度,可以保障动作的可靠性。
[Abstract]:With most of the oil and gas fields entering the middle and late stage of development in our country, the production wells can not be produced normally due to the failure of the well itself, the damage of the well string structure, and the failure of the oil recovery equipment. The blowout preventer used in the workover operation directly at the wellhead does not need a drilling platform, it is suitable for the blowout prevention of the annulus between the tubing and casing and the occurrence of wellbore wellbore inside the tubing. The blowout preventer is compact in structure. Because of its low quality and convenient transportation, blowout preventer used in workover operation has a good development prospect. This paper takes the structure of blowout preventer and hydraulic system as the research object, and synthesizes the characteristics of the blowout preventer used in workover operation. The shell of BOP is analyzed theoretically and the structure size is optimized. The strength of the shell before and after the optimization is checked by finite element method. The results show that the strength of the optimized shell meets the requirements. Moreover, the weight of the casing is greatly reduced, the cost is saved, and the stability of the wellhead of the workover operation is enhanced. Side door is the key component of BOP, which plays the role of sealing gate cavity and seal cylinder. The performance of side door seal directly affects the performance of BOP. The sealing theory of side door is studied in this paper. The failure reason of the side door seal is obtained and the structure of the side door seal groove is optimized. The optimized side door seal performance is more reliable through the finite element analysis. The key components of BOP are analyzed by finite element method and its strength is checked. The rationality of the design is verified. The traditional blowout preventer hydraulic system is optimized by analyzing the operation of the blowout preventer. A reasonable hydraulic system is obtained. The hydraulic system of the blowout preventer is simulated and analyzed by AMESim software. The clamping cylinder and the shearing cylinder are respectively less than 5 s. The whole action is less than 10 s, the action is fast, and the pressure of the system still has a certain margin, which can guarantee the reliability of the action.
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE935
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,本文编号:1480249
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