【摘要】：隨著各個(gè)油田中大位移井、水平井以及水平分支井的應(yīng)用越來越多,大位移井段和水平井段也大幅度的增加,鉆進(jìn)過程中管柱與壁面間的摩阻過大,鉆壓傳遞困難,容易造成鉆柱托壓,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致鉆柱彎曲或螺旋屈曲。為解決鉆柱彎曲或屈曲問題,國內(nèi)外研發(fā)了各式各樣的降摩減阻工具。應(yīng)用水力振蕩器就是一個(gè)代表,它能夠?qū)⒐苤c壁面間的靜摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦,達(dá)到降低摩阻的目的,提高了鉆進(jìn)速度和效率�，F(xiàn)場所用的水力振蕩器在提升了鉆進(jìn)速度的同時(shí),也暴露水力振蕩器的零件沖蝕嚴(yán)重、高頻振動(dòng)影響LWD信號采集等諸多問題。為解決現(xiàn)場所用水力振蕩器存在的不足,研究了一種新型鉆井用射流振蕩器。本文針對鉆井用射流振蕩器開展了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真研究,主要完成射流振蕩器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、射流振蕩器的工作仿真、射流振蕩器的流固耦合仿真、射流振蕩器的沖蝕模擬仿真。具體內(nèi)容如下:根據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研,分析國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)特點(diǎn),根據(jù)實(shí)際情況確定射流振蕩器的結(jié)構(gòu)。完成射流振蕩器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并完成射流振蕩器的三維模型建立。完成了射流振蕩器的工作仿真分析。對一定尺寸參數(shù)下的射流振蕩器進(jìn)行工作仿真分析,完成其工作原理仿真,驗(yàn)證了其原理的可行性。并完成了射流振蕩器的工作參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的單因素敏感性分析,分別分析了鉆井液流量、密度、內(nèi)部流道厚度、振蕩短節(jié)出口直徑、劈距和劈尖對射流振蕩器工作性能的影響。為射流振蕩器的基礎(chǔ)理論研究提供參考。完成了振蕩短節(jié)的流固耦合計(jì)算仿真研究。在射流振蕩器流體仿真基礎(chǔ)上,在不同內(nèi)部流道中的流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,分別計(jì)算工具受到的流體載荷作用下的應(yīng)力和應(yīng)變。在產(chǎn)生最大軸向力和最小軸向力狀態(tài)下,得到工具在正常工作情況下受到流體沖擊載荷范圍,并完成了射流振蕩器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核。為射流振蕩器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。完成了射流振蕩器的沖蝕仿真模擬。在射流附壁狀態(tài)和射流切換狀態(tài)下,分別對射流振蕩器進(jìn)行了沖蝕影響分析。在射流附壁狀態(tài)下,沖蝕率最大處出現(xiàn)在漩渦腔內(nèi)壁;在射流切換狀態(tài)下,沖蝕率最大處出現(xiàn)在劈尖頂端。研究為射流振蕩器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1-1 威德福滾子減阻器Fig.1-1 Weatherford roller drag reducer器主要由本體接頭，內(nèi)襯套筒和鑄鐵外殼三部分組成。減頭相連，接頭上軸頸處表面有一種特殊鍍層，與內(nèi)套筒連足降摩減阻要求。內(nèi)套筒由復(fù)合材料制作，當(dāng)工具正常工頭通過特殊卡槽連接，由于內(nèi)套筒表面光滑可以降低轉(zhuǎn)動(dòng)鐵外殼上的滾輪與井壁接觸，由于滾輪凸出于工具，滾輪了鉆柱與井壁之間的摩阻。并且由于滾輪的運(yùn)動(dòng)，工具與擦力從靜摩擦變?yōu)閯?dòng)摩擦而降低。滾子減阻器有效地降低井段的鉆進(jìn)摩阻。

圖 1-1 威德福滾子減阻器Fig.1-1 Weatherford roller drag reducer主要由本體接頭，，內(nèi)襯套筒和鑄鐵外殼三部分組成。相連，接頭上軸頸處表面有一種特殊鍍層，與內(nèi)套筒降摩減阻要求。內(nèi)套筒由復(fù)合材料制作，當(dāng)工具正常通過特殊卡槽連接，由于內(nèi)套筒表面光滑可以降低轉(zhuǎn)外殼上的滾輪與井壁接觸，由于滾輪凸出于工具，滾鉆柱與井壁之間的摩阻。并且由于滾輪的運(yùn)動(dòng)，工具力從靜摩擦變?yōu)閯?dòng)摩擦而降低。滾子減阻器有效地降段的鉆進(jìn)摩阻。
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O358

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2619836