不压井作业装置的系统设计及关键部件受力分析

发布时间：2020-03-30 22:29

【摘要】：所谓不压井作业,指的是当井筒内部的油、气、水等有压力时,可以不用压井就能进行钻井或起下管柱的作业。传统钻井作业需要进行压井或放喷降压,采用不压井作业比传统压井作业有很多优势,我国对不压井作业的相关设备研制工作非常重视,投入大量人力和资金进行研究。本文从不压井作业的工艺特点入手分析该作业方式的优点,并对国内外不压井设备和装置发展应用的状况进行介绍,对比各类装置的优缺点。从我国油井开采的具体现状入手分析辅助型短冲程不压井作业装置的特点和使用范围。主要分析了不压井作业装置的核心技术发展现状,提出设计不压井作业装置的前提是考虑我国油田发展需要和特点。通过查阅相关的文献资料外,还进行了现场调研,对现阶段国内外不压井作业装置的发展情况做了充分了解;仔细分析了使用不压井作业装置的相关要求,对不压井作业装置的基本原理进行充分分析,提出作业装置在设计过程应考虑的问题和注意事项。文章重点分析了不压井装置的几个主要井下装置设计特点,如井升系统、井下堵塞器、井口密封系统等。并且采用Pro/E软件设计了井口密封系统模型和举升系统模型,以及支撑系统模型。并借助ANSYS软件对相关部件受力情况进行有限元分析,主要包括单闸板防喷器壳体和堵塞器胶筒的受力分析。利用AMESim软件仿真设计举升系统液压控制过程,同时对举升液压缸的同步性作出了分析。
【图文】：

示意图,不压井作业,示意图,系统构成

压井作业装置的工作原理及方不压井作业装置的结构组成、装置的运行行了分析，在此基础上确定不压井作业装置的主要设计参数。的系统构成及工作原理在保持井底压力的情况下完成带压作业的备。不压井作业装置的配套设施很多，而装设计合理性以及安全性能是不压井作业置的系统构成力平衡四通、上下环形防喷器液压系统以及一些设备运行的辅助系统等部件组成了件如图 2-1 所示。

示意图,卡瓦,示意图,闸板防喷器

锥形卡瓦主要包括臂杠、杠杆、活塞、卡瓦座和卡瓦体几个部分[23]。如图2-2 所示。图 2-2 卡瓦示意图压力平衡系统（如图 2-3）主要包括四通、平衡阀、泄压阀、外侧端盖以及用于平衡压力和泄压的压力平衡管路。压力平衡四通的主要作用就是保持四通跟闸板防喷器器之间的容积空间压力平衡，这样闸板防喷器在工作时保证闸板两侧的压力平衡，这样可以改善因为闸板两侧压力不平衡导致的闸板无法正常开合造成的压力泄漏以及牙板在举升力量作用下发生断裂的问题。在闸板防喷器在进行开启的动作时，，通过连接井口的平衡装置平衡阀井底的高压井液引入四通内，四通跟闸板防喷器器之间的容积空间压力平衡，闸板防喷器的压板就可以实现平稳打开动作。而平衡四通的另一次泄压阀连接的污油回收装置，泄压作业时污油通过四通回流到回收装置内，进行统一的回收处理，保护了修井作业现场的环境。而此时通过卸掉内部的压力后上闸板防喷器牙板的压力也达到了平衡状态，可以轻松的完成开闭动作。1)压力平衡管线；2）液控闸板阀；3）升高四通；4）泄压管线图 2-3 压力平衡装置液压举升系统主要包括液压控制回路、举升连接结构、举升液压缸等主要结构部件。液压举升系统为油管的起下作业提供动力，是不压井作业装置中最关键的部
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE93

【参考文献】