套损井多次补贴用可变径膨胀锥设计与性能分析
本文关键词: 套损井 套管补贴 可变径 膨胀锥 力学分析 样机试验 出处:《石油钻探技术》2017年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对套损井已补贴段下方无法进行多次补贴的问题,设计了一种可变径膨胀锥,以实现膨胀工具小直径入井、大直径膨胀,从而达到对套损井多次补贴的目的。在设计可变径膨胀锥结构的基础上,建立了膨胀锥闭合过程中的力学计算模型和运动计算模型,得到了膨胀力与推力、楔形角、摩擦系数的函数关系及推力与约束力、摩擦系数的函数关系。计算结果表明,可变径膨胀锥的膨胀力是推力的1.53倍,端面摩擦系数由0.1增大至0.4过程中推力增大8.8kN,由0.5增大至0.8过程中推力增大19.0kN,膨胀锥最大应力454MPa。样机室内试验结果表明,该工具结构设计合理,启动压力3~5 MPa,完全闭合压力52 MPa,膨胀锥最大外径由188.0 mm增大至220.0mm,与常规膨胀锥尺寸相同,膨胀率达17.02%。研究结果表明,可变径膨胀锥的膨胀力随推力增大而线性增大,能够实现膨胀工具小直径入井、大直径膨胀,进一步降低闭合压力后具有广阔的应用前景。
[Abstract]:The casing has the bottom section to many subsidies subsidies, an adjustable expansion cone is designed, in order to achieve the expansion of small diameter tool into the well, large diameter expansion, so as to achieve multiple subsidies for casing damage wells purpose. In the design of variable diameter expansion based on cone structure, established a mechanical closed cone in the process of expansion calculation model and motion model, the expansion force and thrust wedge angle, the function relationship between the friction coefficient and thrust and the binding function of friction coefficient. The calculation results show that the radial expansion force of expansion cone is 1.53 times the thrust, the friction factor increases from 0.1 to 0.4 in the process of thrust increases 8.8kN increases from 0.5 to 0.8 in the process of thrust increases 19.0kN, the maximum stress of 454MPa. prototype laboratory test results show that the expansion cone, the structure design is reasonable, the starting pressure of 3~5 MPa, completely closed pressure of 52 MPa, The expansion cone diameter increases from 188 mm to 220.0mm, the same with the conventional expansion cone size, the expansion rate of 17.02%. the results show that the variable radial expansion increases linearly with increase of thrust cone expansion force, to achieve the expansion of small diameter tool into the well, large diameter expansion, further reduce the pressure after the closure has a broad application prospect.
【作者单位】: 中国石油大港油田分公司石油工程研究院;中国石油大港油田分公司第六采油厂;
【基金】:中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“大港油区大油气田勘探开发关键技术研究”之课题“高效钻完井及油气层保护配套技术研究”(编号:2014E-0610)部分研究内容
【分类号】:TE935
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本文编号:1529841
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