小井眼连续油管水平井双作用增压工具设计

发布时间：2022-02-22 19:22

　　连续油管在石油行业的使用面非常广泛。就目前而言,连续油管在钻完井、试采油、修井和油气集输方面都有应用。在连续油管的各种应用中,连续油管钻井技术在国内的应用范围还相对较窄,究其原因,主要是在连续油管钻井井下工具方面存在欠缺,连续油管井下工具作用效果的好坏,直接决定着连续油管在钻井作业方面的应用前景。因此,本论文设计了与连续油管相配套的井下工具——连续油管水平井双作用增压工具。此工具不但能有效的解决连续油管在水平井中钻压施加困难的问题,与此同时还可以降低连续油管在水平井段的摩擦阻力,提高连续油管水平井的钻进效率。本论文首先分析了现有的水力振荡减阻工具以及水力加压器的工作机理,运用减阻增压提高连续油管工作效率的原理,设计了三液缸串联式连续油管双作用增压工具。本工具将三个液缸同时作用在工具内部,形成一个串联结构,利用工具内与环空间的压差产生运动,使上部两个液缸实现振动减阻的作用,使下部液缸实现水力加压的作用。并利用Solid works软件画出双作用增压工具各个零件的工程图以及装配图;应用Ansys Workbench对工具外部的主缸体进行静力学分析,并应用Solid works中的Motio... 

【文章来源】：重庆科技学院重庆市

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水力增压工具国内外研究现状
        1.2.2 减阻工具国内外研究现状
    1.3 研究思路
    1.4 论文主要创新点
2 小井眼连续油管水平井摩阻及托压问题分析
    2.1 小井眼连续油管水平井井下状态分析
        2.1.2 连续油管静力平衡方程
        2.1.3 连续油管摩阻分析
    2.2 连续油管减阻方案分析
    2.3 连续油管托压原因分析
        2.3.1 井眼轨迹对连续管托压的影响
        2.3.2 钻屑对连续管托压的影响
    2.4 本章小结
3 连续油管双作用增压工具设计
    3.1 增压、减阻部分作用机理研究
        3.1.1 轴向振动减少钻柱摩擦理论机理研究
        3.1.2 液力增压理论机理研究
    3.2 连续油管双作用增压工具整体设计
        3.2.1 双作用增压工具原理及工作方式
        3.2.2 双作用增压工具的结构设计
        3.2.3 双作用增压工具主要技术参数
    3.3 双作用增压工具数模仿真分析
        3.3.1 模型建立
        3.3.2 边界条件
        3.3.3 求解过程
        3.3.4 模型求解结果
    3.4 本章小结
4 连续油管双作用增压工具运动学分析
    4.1 仿真软件介绍
    4.2 运动仿真边界条件初选
        4.2.1 弹簧力
        4.2.2 水力加压部分下推力
        4.2.3 钻头压降
        4.2.4 连续管压耗
    4.3 运动仿真参数设置
        4.3.1 运动算例建立
        4.3.2 引力方向设置
        4.3.3 静止和运动部件设置
        4.3.4 接触面设置
        4.3.5 力的参数设置
        4.3.6 弹簧参数设置
    4.4 运动仿真结果分析
5 连续油管双作用增压工具强度校核
    5.1 双作用增压工具主体强度校核
        5.1.1 双作用增压工具模型建立
        5.1.2 双作用增压工具边界条件
        5.1.3 双作用增压工具静力学仿真结果分析
    5.2 双作用增压工具关键部位强度校核
        5.2.1 螺纹强度校核
        5.2.2 密封设计
    5.3 本章小结
6 连续油管双作用增压工具作用效果验证
    6.1 振动减阻工具与双作用增压工具作用效果对比分析
    6.2 增压工具与双作用增压工具作用效果对比分析
    6.3 双作用增压工具作用效果分析结果
7 结论与建议
    7.1 结论
    7.2 建议
参考文献
致谢
附录 A：双作用增压工具工程图集


【参考文献】：
期刊论文
[1]连续管钻井减阻技术发展[J]. 欧阳赛赛,葛云华,王苏为,汪海阁.  石油矿场机械. 2016(10)
[2]基于旋转激励的钻柱激振减阻工具的研制[J]. 张会增,管志川,刘永旺,窦玉玲.  石油机械. 2015(05)
[3]水力振荡器在大位移井张海29-38L井的应用[J]. 许京国,陶瑞东,杨静,张连水,张建荣,王永路,杨杰.  断块油气田. 2014(04)
[4]水力脉冲轴向振荡减阻工具研制[J]. 张辉,于文涛,陈忠帅,蔡文军.  石油矿场机械. 2014(07)
[5]水力振荡器的研制及现场试验[J]. 张辉,吴仲华,蔡文军.  石油机械. 2014(06)
[6]连续管钻井水力加压器结构设计[J]. 谭春飞,于丽维,张仁龙,张升峰,李玉梅,金磊.  石油机械. 2012(11)
[7]井下振动减摩技术研究进展[J]. 付加胜,李根生,史怀忠,田守嶒,王德余,张奕飞.  石油机械. 2012(10)
[8]聚氨酯橡胶弹性体及树脂的市场优势与技术新进展[J]. 李婷.  化学工业. 2012(09)
[9]连续油管下入深度的影响因素分析[J]. 杜龙,王青艳,张伟.  石油仪器. 2009(02)
[10]微小井眼水力加压器结构设计及钻压计算[J]. 刘清友,单代伟,王国荣.  石油学报. 2009(02)



本文编号：3640074