本文關鍵詞： 連續(xù)管 摩擦系數(shù) 夾持系統(tǒng) 塑性變形 結構優(yōu)化　出處：《長江大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：目前,連續(xù)管作業(yè)技術已經(jīng)被廣泛的應用于油田工程中的各個領域。注入頭作為連續(xù)管作業(yè)機最關鍵組成之一,其控制著連續(xù)管起升、下入作業(yè)以及控制鉆壓等行為,其性能日益被研究學者們所重視。夾持塊是與連續(xù)油管直接接觸的重要部件,眾多研究學者們已經(jīng)對夾持塊的夾持情況以及其不同的結構形式等進行了比較深入的研究及探討,并對于夾持塊產(chǎn)品的相關設計有一定的指導意義。但是,由于連續(xù)管作業(yè)時,井下狀況的復雜性,近年來在現(xiàn)場連續(xù)油管注入頭作業(yè)過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)連續(xù)管的失效、夾持塊的磨損,甚至于作業(yè)過程中作業(yè)事故等突發(fā)情況比較多,比如連續(xù)油管變形、注入頭打滑、滾筒失控等問題導致了連續(xù)管擠毀、爆裂等失效情況,嚴重影響了連續(xù)油管作業(yè)機作業(yè)時的施工質(zhì)量。因此,本文主要對連續(xù)管注入頭夾持塊進行了結構性能研究以及參數(shù)優(yōu)選,以及對連續(xù)管與夾持塊進行了接觸有限元分析,為提高連續(xù)油管作業(yè)機的作業(yè)效率,并增大其使用壽命,對連續(xù)管安全作業(yè)具有一定的指導意義,并為夾持系統(tǒng)設計提供科學依據(jù)。對連續(xù)管夾持系統(tǒng)的研究開展了以下幾方面的工作如下:(1)簡要地介紹了連續(xù)油管注入頭的基本組成和工作原理,對連續(xù)油管夾持部分進行了受力分析,主要包括均布外壓力作用下連續(xù)油管的受力計算、夾持作用下連續(xù)管的力學分析,得到相應的理論基礎。(2)對連續(xù)油管和夾持塊進行了彈塑性分析,建立了連續(xù)管與夾持塊的模型,在不同的軸向力和夾緊力工況下,得出了摩擦系數(shù)對連續(xù)管等效應力、等效塑性變形及連續(xù)管變形量影響情況,并通過實驗研究得出連續(xù)油管與夾持塊的摩擦系數(shù)范圍。(3)通過ABAQUS有限元軟件,對夾持塊主要參數(shù)的進行分析,并從夾持塊相關參數(shù)如半間距、兩對夾持塊之間的距離、接觸面的圓槽個數(shù)和布置以及夾持塊內(nèi)徑等方面,對夾持塊進行了有限元分析與參數(shù)優(yōu)選,得出了夾持塊最佳結構參數(shù)優(yōu)選。以上研究為提高連續(xù)油管安全作業(yè)具有一定的指導意義,并為夾持系統(tǒng)設計提供科學依據(jù)。
[Abstract]:At present, continuous pipe operation technology has been widely used in various fields of oil field engineering. As one of the most important components of continuous pipe operation machine, injection head controls continuous pipe hoisting. The performance of down-entry operation and control of drilling pressure has been paid more and more attention by researchers. Clamping block is an important component in direct contact with continuous tubing. Many researchers have carried on the comparatively thorough research and the discussion to the clamping block's clamping situation and its different structure form, and has the certain guiding significance to the clamping block product related design. Because of the complexity of the downhole condition during the continuous pipe operation, in recent years, the failure of the continuous pipe and the wear of the clamping block often occur during the field continuous tubing injection head operation. Even in the process of operation accidents and other emergencies such as continuous tubing deformation injection head slip roller out of control and other problems resulting in continuous tube collapse burst and other failure. The construction quality of the coiled tubing machine is seriously affected. Therefore, the structure performance and parameter selection of the continuous tubing injector clamping block are studied in this paper. The contact finite element analysis of the continuous pipe and the clamping block is also carried out. In order to improve the working efficiency and increase the service life of the continuous tubing machine, it has certain guiding significance for the safe operation of the continuous pipe. And provide the scientific basis for the design of the clamping system. The following work has been carried out on the research of the continuous pipe clamping system as follows: 1) the basic composition and working principle of the continuous tubing injection head are briefly introduced. The mechanical analysis of the clamping part of the continuous tubing is carried out, including the calculation of the stress of the coiled tubing under the uniform pressure, and the mechanical analysis of the coiled tubing under the clamping action. The corresponding theoretical basis is obtained. (2) the elastic-plastic analysis of continuous tubing and clamping block is carried out, and the model of continuous tubing and clamping block is established, under different axial force and clamping force working conditions. The influence of friction coefficient on the equivalent effect force, equivalent plastic deformation and deformation of continuous tube is obtained. The friction coefficient range of continuous tubing and clamping block is obtained by experiment. (3) the main parameters of clamping block are analyzed by ABAQUS finite element software, and the relative parameters such as half distance between clamping block are analyzed. The distance between two pairs of clamping blocks, the number and arrangement of circular slots on the contact surface and the inner diameter of the clamping blocks are analyzed by finite element analysis and parameter optimization. The optimum structural parameters of the clamping block are obtained. The above research has certain guiding significance for improving the safety operation of the continuous tubing, and provides scientific basis for the design of the clamping system.
【學位授予單位】：長江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE9

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本文編號：1460275