双作用射吸式液动冲击器优化配置研究与应用

发布时间：2020-10-02 09:13

　　 双作用射吸式液动冲击器是一种应用于硬地层的冲击钻井设备。本文通过综述国内外液动冲击器的理论研究以及实际应用现状,并以本单位设计生产的双作用射吸式液动冲击器实际应用配置为要求,通过结合理论分析、数值计算以及实际现场试验的数据分析,对液动冲击器在玛湖凹陷某地层的应用给出确定的参数配置。文中首先对液动冲击设备的工作原理进行分析研究,建立了关于双作用射吸式液动冲击器的运动学模型以及受力分析,确定影响液动冲击器实际应用过程中的主要配置参数以及工艺参数。通过采用FLUENT15.0软件,并结合ICEM CFD软件对液动冲击器内部流道进行建模划分网格,最后进行数值分析求解,得到关于冲击器内部流道交变压差大小和冲击器的启动参数之间关系。针对液动冲击器实际应用于玛湖凹陷某硬地层段的岩性进行破岩分析,研究分析了该地层常见的几种硬度等级为6~7级岩石的力学参数以及破碎方式。最后通过结合本单位液动冲击器试验台架获得冲击器的几项重要性能参数,依次确定关于在玛湖凹陷区块某硬地层使用双作用射吸式液动冲击器的具体配置方法,并通过现场实际应用效果证明,该参数配置可以起到一定的提速钻进效果。
【学位单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TE921
【部分图文】：

图 1-1 主要研究内容输入参数与输出参数之间的变化关系；力学参数根据上下水眼的水眼尺寸以及冲台架的多次实验结果以及现场试验数据分的变化关系，为冲击器的输入参数选用给关系。器规格与钻头类型之间的匹配方式不同。冲击器的输出参数，来匹配适合某确定地适合的配置参数。液动冲击器上下腔交变压差环境进行数值器可工作的启动条件。件对液动冲击器内部流道进行建模分析，格的划分。通过在设定仿真边界条件等参

有传递冲击力的铁砧，该部件为铁砧的上下振动预留了一定空间。下接头 4：该部件作用是连接冲击器与钻头，并且最终将钻柱施加的扭矩作用在钻头上。该部件内部安装有节流环。下接头与钻头的连接扣型为 REG 扣型，目前主要应的冲击器的下接头的扣型为 REG 4 1/2 和 REG 6 5/8，分别对应的冲击器下接头外径178mm 和 229mm。西安石油大学硕士学位论文

西安石油大学硕士学位论文冲击器内部安装 6 处 O 型圈与 4 处挡泥环。其中两处为动密封圈，四处为螺纹端密封圈，四处挡泥环分别于活阀与活塞锤的上端，该位置由于内径大且持续性的上下动容易导致泥浆液从缝隙处流动，增大延程阻力，故通过安装具有方向性的挡泥环来弱该情况的发生。射吸式液动冲击器在工作过程中，主要是通过射流元件的卷吸作用，使得流道内产生交变的压差，从而不断的推动冲击部件的上下冲击作用。根据冲击器内部运动工可分三个状态，分别为起始状态、回程状态和冲程状态[38]，以下分别进行分析。(1)起始状态分析该状态是冲击器工作之前的初始状态，冲击器内部还未受到液流的冲击作用，活以及液动锤在重力的作用下均处于最下部的位置。此时，进入的液流压力和流量如果足以达到启动冲击器的起振条件冲击器不能启动工作，此时冲击器的作用等同一节短不产生任何作用。起始状态下的冲击器状态图如图 2-2。

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本文编号：2832214