本文選題：智能滑套 + RFID��； 參考：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：頁巖氣已成為我國能源發(fā)展的一個新方向,也將在我國未來能源中占據(jù)重要地位。水平井多級分段壓裂技術(shù)是目前頁巖氣儲層改造應(yīng)用最廣泛的方式,也是頁巖氣開發(fā)中占投資比重較大的環(huán)節(jié)。橋塞射孔分段壓裂技術(shù)和多級投球滑套壓裂技術(shù)是目前水平井多級分段壓裂常用的技術(shù),但存在工藝復(fù)雜,壓裂級數(shù)受限制等缺點,難以滿足壓裂新工藝要求。針對國內(nèi)現(xiàn)有壓裂技術(shù)的不足,本文在廣泛調(diào)研了國內(nèi)外無級差滑套的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種基于RFID通訊的智能滑套。該滑套以RFID技術(shù)作為通訊方式,以壓裂脈沖通訊作為輔助通訊方式,以空心軸電機作為動力源,針對智能滑套中動密封和信號傳輸接頭密封展開了詳細(xì)研究。所設(shè)計的智能滑套可實現(xiàn)全通徑、無限級數(shù)壓裂,滑套開度連續(xù)可調(diào)、壓裂工藝簡單,克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。本文的具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)本文在廣泛調(diào)研了國內(nèi)外無級差滑套的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,設(shè)計了壓力脈沖控制—液壓驅(qū)動式和RFID通訊控制—電機驅(qū)動式兩種智能滑套,通過對兩種方案進行對比,優(yōu)選出RFID通訊控制—電機驅(qū)動式滑套作為優(yōu)選設(shè)計方案,并對其壓裂工藝流程進行了設(shè)計。(2)對彈性體密封機理進行了分析,選用了低摩擦、耐腐蝕的C形滑環(huán)密封圈作為滑套動密封用密封圈,通過實驗進行了 C形滑環(huán)密封圈材料力學(xué)性能參數(shù)測試和摩擦系數(shù)測定,根據(jù)測出的參數(shù)使用有限元方法分析了密封壓力、壓縮率和溫度等與密封性能和摩擦力的關(guān)系;在壓力為0-70MPa、溫度為20-120℃范圍內(nèi),通過分析發(fā)現(xiàn),壓縮率越大密封能力越好,隨著溫度升高,密封圈膨脹,使得密封能力增強;在一定速度范圍內(nèi),C形滑環(huán)具有內(nèi)外行程摩擦力相等特點,隨著溫度、壓縮率和密封壓力的增加,摩擦力增大,且壓縮率越高,溫度對摩擦力的影響越大;當(dāng)密封壓力達(dá)到70MPa時,為保證密封的可靠性,密封圈壓縮率應(yīng)不低于15.6%。(3)為了實現(xiàn)通訊信號從高壓腔室傳遞至常壓腔室,設(shè)計了信號傳輸接頭,對信號傳輸接頭的密封機理進行了分析,分析了密封填充材料為橡膠和環(huán)氧樹脂時信號傳輸接頭的密封性能,通過分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)填充的環(huán)氧樹脂與橡膠體積比為2:3時能起到良好的密封效果,并通過實驗驗證了信號傳輸接頭在密封70MPa壓力范圍內(nèi)密封和通信的可靠性。(4)開展了智能滑套結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計,將智能滑套劃分為天線部分、電控部分、動力部分、傳動部分和滑套部分,選用絲杠螺母機構(gòu)將電機旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)換為直線運動實現(xiàn)滑套啟閉,并對軸承配合間隙進行了分析設(shè)計,基于動密封研究和滑套的壓力工況,智能滑套中動密封用密封圈的壓縮率選用15.6%,滑套在啟動時所需的最大推拉力為8087N,換算成電機所需的扭矩為51.5N·m;繪制了零部件加工圖,并運用三維建模進行了裝配和干涉分析,完成了零部件的加工和樣機的組裝;通過樣機室內(nèi)打壓實驗和投球?qū)嶒灉y試了滑套密封性能和滑套開度的可調(diào)性。
[Abstract]:The shale gas has become a new direction of our country ' s energy development , and it will occupy an important position in the future energy of our country . ( 2 ) The sealing performance and friction coefficient of C - ring seal ring were analyzed . The sealing performance and friction coefficient of C - ring seal ring were analyzed by using finite element method . ( 4 ) The intelligent sliding sleeve structure is designed in detail , and the intelligent sliding sleeve is divided into antenna part , electric control part , power part , transmission part and sliding sleeve part .
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE938

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本文編號：2086651