钻井液防喷装置冲刷磨损规律及应用研究

发布时间：2020-09-27 15:04

　　为进一步提高井场自动化的程度,加强HSE管理,防止钻井液在接单根时从管柱内溅出,钻井公司开始使用钻井液防喷装置。但是钻井液防喷装置由于钻井液的冲蚀磨损,连续工作36小时左右,就会出现密封不严的情况,必须重新更换新的防喷装置,加大了打井的成本,降低了工作效率。因此,针对钻井液防喷装置的使用寿命展开研究具有实际意义。本文研究的内容是钻井液防喷装置内部受钻井液冲蚀磨损的情况分析和装置结构的优化设计。应用计算流体力学理论和材料冲蚀磨损理论,结合装置内冲蚀磨损的实际工况,确立了装置内部结构受钻井液冲蚀的磨损机理。利用Fluent软件对钻井液防喷装置内部流场进行了数值模拟,建立了装置的理论模型,模拟了钻井液防喷装置内部流场分布,通过数值计算得到了钻井液防喷装置内部流场的速度分布特性和压力分布特性,分析了流态、速度等对结构的影响。利用研究所得结论,对钻井液防喷装置的内部结构进行了优化改进,并在钻井二公司钻井队进行试验与推广使用,在实际生产过程中,新型钻井液防喷装置的使用寿命提高了30%以上,达到了降低打井成本的目的。
【学位单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE92
【部分图文】：

防喷,内芯,防溅,钻井液

因此，针对钻井液防喷装置内部结构的冲蚀磨损情况进行研究，了解装置内部冲蚀磨损规律，对实现提高装置的使用寿命的目的是具有积极意义的。图1.1 磨损严重的防喷溅装置内芯1.2 钻井液防喷装置的研究现状基于国内钻井作业的实践，钻井人已经开发出多种结构类型的钻井液防溅工具。同时，针对以往钻井液防溅工具使用寿命短、防溅效果较差、结构单一和制造成本高的问题，进行了一系列改进和优化，本章分析了国内外典型产品的结构和功能特点。1、活塞式结构

防喷,活塞式,限位,钻井液

第一章绪论溅接头是使用最广泛的结构之一，李士敏、李科、已研制出各类活塞钻井液防溅接头[1]。典型的结构座、阀芯、活塞、弹簧和各种密封圈组成。阀芯安打开和关闭钻井液通道：阀座连接于可沿主体圆柱部设有 Y 形或其他特殊形状的钻井液通道，活塞，由于泵压的存在，液体压力克服了弹簧的阻力，塞处于打开状态，并且水眼通道打开与活塞的内在弹簧的作用下向上移动，防止钻井液溢出。其中覆复合材料的保护，以抵抗钻井液的长期冲蚀。

螺旋式结构,防喷,限位,阀体

图 1.3 限位式防喷溅接头制出螺旋双作用钻井液喷溅接头[3]，结构如图内套、导向板、主副弹簧和各种密封环组成。体，阀座安装在接头本体的上端，并与阀体一起套筒形式，并且在该端部上加工有螺旋引导槽底座上的导销与阀体上的螺旋槽共同作用引起板上，主推力作用于阀体上。副弹簧安装在阀簧作为阀体上的推力，将导向盘放置在阀体上头主要阀芯正反向开启两种类型，其中反向开芯上升时阀芯向上移动打开，如果发生故障，关闭，阀座安全销长时间承受交变载荷，容易

【参考文献】