【摘要】：石油鉆井中,鉆桿是整個鉆探的核心工具。鉆桿質(zhì)量的好壞直接影響鉆井的成本及井下安全,為保證鉆桿的質(zhì)量,需對已使用的鉆桿進行探傷檢測和修復(fù)。而在檢測前對鉆桿進行徹底清洗是保證探傷修復(fù)質(zhì)量的重要前提。國內(nèi)對鉆桿的清洗方法主要有“煮沸法”和酸洗或噴砂。但這兩種清洗方法都存在著諸多問題,如清洗不徹底,污染環(huán)境,能耗大等。為了解決這些問題,保證鉆桿的清洗質(zhì)量,本文對水射流清洗鉆桿的機理進行了研究,并建立了相關(guān)的清洗模型,對射流的相關(guān)參數(shù)和性質(zhì)做了具體的分析;結(jié)合鉆桿的結(jié)構(gòu)特點及結(jié)垢物的性質(zhì)分析,提出了一種鉆桿自動清洗的解決技術(shù)方案,即利用高壓水射流全面清洗鉆桿;并在此基礎(chǔ)上完成了鉆桿自動清洗系統(tǒng)的總體設(shè)計,自動清洗裝置中主要系統(tǒng)(自動傳輸線系統(tǒng)、高壓水射流清洗集成系統(tǒng))的設(shè)計方案選擇及具體的設(shè)計計算。通過GAMBIT建模,利用FLUENT軟件對鉆桿清洗執(zhí)行部件噴嘴進行了內(nèi)部流場的射流特性研究,分析了噴嘴的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)(內(nèi)孔截面形狀、出口直徑、V槽角度等)對噴嘴內(nèi)部射流速度和壓力分布的影響,為噴嘴的設(shè)計提供了指導(dǎo)意見,最大限度地提高了鉆桿自動清洗裝置的清洗效率。論文結(jié)合國內(nèi)外高壓水射流技術(shù)的研究成果,總結(jié)了高壓水射流技術(shù)及其裝置的優(yōu)點,并對清洗參數(shù)進行了具體的分析,為鉆桿的清洗進行了理論上的研究;針對鉆桿的特征,提出了高壓水射流的清洗裝置研制方案,完成了結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計和優(yōu)化,解決了鉆桿清洗存在的各種問題,確保鉆桿的后續(xù)探傷檢測和修復(fù)工作質(zhì)量,有效的延長了鉆桿使用壽命,提高了鉆井的經(jīng)濟效益。
[Abstract]:In oil drilling, drill pipe is the core tool of the whole drilling. The quality of drill pipe directly affects the drilling cost and downhole safety. In order to ensure the quality of drill pipe, it is necessary to detect and repair the used drill pipe. The thorough cleaning of drill pipe before testing is an important prerequisite to ensure the quality of inspection and repair. The main cleaning methods of drill pipe in China are boiling method and pickling or sand blasting. However, there are many problems in these two cleaning methods, such as incomplete cleaning, environmental pollution, high energy consumption and so on. In order to solve these problems and ensure the cleaning quality of drill pipe, the mechanism of water jet cleaning of drill pipe is studied in this paper, and the related cleaning model is established, and the related parameters and properties of jet are analyzed in detail. Combined with the structural characteristics of drill pipe and the property analysis of scaling, a solution for automatic cleaning of drill pipe is put forward, that is, the use of high pressure water jet to clean drill pipe in an all-round way; On this basis, the overall design of automatic cleaning system for drill pipe is completed. The design scheme selection and concrete design calculation of the main systems (automatic transmission line system, high pressure water jet cleaning integrated system) in the automatic cleaning device are completed. Through the GAMBIT modeling, the jet characteristics of the nozzle of drill pipe cleaning and executing unit were studied by using FLUENT software, and the different structure parameters of the nozzle were analyzed, such as the shape of the inner hole section, the diameter of the outlet, the diameter of the nozzle and the flow field of the nozzle. The influence of V-groove angle on jet velocity and pressure distribution in nozzle provides guidance for nozzle design and improves the cleaning efficiency of drill pipe automatic cleaning device to the maximum extent. Based on the research results of high pressure water jet technology at home and abroad, the advantages of high pressure water jet technology and its equipment are summarized, and the cleaning parameters are analyzed in detail, which is the theoretical research of drill pipe cleaning. According to the characteristics of drill pipe, the development scheme of high pressure water jet cleaning device is put forward, the design and optimization of structural parameters are completed, all kinds of problems existing in drill pipe cleaning are solved, and the quality of follow-up inspection and repair of drill pipe is ensured. The service life of drill pipe is prolonged effectively, and the economic benefit of drilling is improved.
【學(xué)位授予單位】：長沙礦山研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE921.2

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本文編號：2464887