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压裂球座冲蚀磨损规律研究和结构优化

发布时间:2018-10-07 21:06
【摘要】:针对压裂球座锥段处冲蚀磨损严重将影响滑套的开启和压裂施工正常进行的问题,基于固液两相流和冲蚀理论,建立了压裂球座冲蚀模型,分析了球座冲蚀磨损原因。采用控制变量法,分析了压裂液排量、颗粒浓度、颗粒直径、黏度对球座冲蚀磨损的影响。通过分析可知:随着压裂液排量和颗粒浓度的增加,球座冲蚀速率增大;随着颗粒直径和黏度的增加,球座冲蚀速率减小。为减少球座冲蚀磨损,分析了不同锥角和结构形式的球座锥段冲蚀速率;得出锥角在20°~30°范围内最为合理,锥段为凹面结构和双角度结构的球座,其冲蚀速率都较小。分析结果对水平井投球滑套分段压裂技术的改进和现场压裂施工具有指导意义。
[Abstract]:Aiming at the problem that the erosion wear at the cone section of the fracturing ball seat will affect the opening of the slide sleeve and the normal operation of the fracturing, based on the solid-liquid two-phase flow and the erosion theory, the erosion model of the fracturing ball base is established, and the causes of the erosion wear of the ball base are analyzed. The effects of fracturing fluid displacement, particle concentration, particle diameter and viscosity on erosion wear of ball base were analyzed by means of variable control method. The results show that the erosion rate increases with the increase of fracturing fluid discharge and particle concentration, and decreases with the increase of particle diameter and viscosity. In order to reduce the erosion wear of the ball base, the erosion rate of the cone segment with different cone angles and structure forms is analyzed, and it is concluded that the cone angle is the most reasonable in the range of 20 掳~ 30 掳, and the erosion rate of the ball base with concave structure and double angle structure is smaller. The analysis results are of guiding significance to the improvement of ball slide casing fracturing technology and field fracturing operation in horizontal wells.
【作者单位】: 长江大学机械工程学院;湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心;非常规油气湖北省协同创新中心;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51405032) 石油天然气装备教育部重点实验室资助项目(OGE201403-06) 长江大学青年人才基金资助项目(2015cqr15)
【分类号】:TE934.2

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本文编号:2255670

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