【摘要】：為開展水平井分段壓裂、分段酸化、分層注水、分層堵水、控水等工藝技術(shù)的關(guān)鍵井下工具研發(fā),需要進(jìn)行大量室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)。但常規(guī)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置主要都是針對直井設(shè)計(jì)、建設(shè)的,已有的一些水平井實(shí)驗(yàn)裝置功能也比較單一,無法滿足水平狀態(tài)下各種工藝管柱及配套工具的實(shí)際工況的模擬。為滿足水平井井下工具模擬實(shí)驗(yàn)需要,本文針對水平井井下工具綜合模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)與分析,因此,具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。水平井井下工具綜合模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括坐封、承壓、解封、扭力施加及測量、位移測量、拉壓力施加及測量、水壓試驗(yàn)等功能。首先進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì),包括綜合模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)、液壓系統(tǒng)、水壓系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)以及系統(tǒng)軟件。綜合模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由液壓缸、套管裝置、底座機(jī)架、扭力施加與檢測機(jī)構(gòu)、拉壓力施加與檢測機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、小車裝置、密封組件等組成。結(jié)合有限元知識,應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件對模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體結(jié)構(gòu),包括承載安裝板、套管裝置、拉壓桿、橫梁等,進(jìn)行靜力學(xué)分析與模態(tài)分析,以確保設(shè)計(jì)強(qiáng)度安全。進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、電氣控制以及監(jiān)控軟件設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。系統(tǒng)控制軟件部分采用工程模塊分析方式和面向?qū)ο蟮木幊谭椒?具有實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠等特點(diǎn);監(jiān)控軟件界面良好,操作簡單、人—機(jī)對話功能完善,具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)顯示等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)行了水平井井下工具綜合模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的功能實(shí)驗(yàn),包括拉壓力實(shí)驗(yàn)、水壓實(shí)驗(yàn)、鉆銑實(shí)驗(yàn)、拉壓位移檢測等。通過測試表明,各系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,水平井井下工具綜合模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠滿足水平井井下工具室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)需要。
【圖文】：

東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文第三章 水平井井下工具模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)3.1 水平井井下工具模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)體設(shè)計(jì)3.1.1 機(jī)體結(jié)構(gòu)組成水平井井下工具模擬實(shí)驗(yàn)裝置主體結(jié)構(gòu)用于安裝模擬套管裝置和驅(qū)動(dòng)液壓缸以及必要的輔助部件，因此要滿足實(shí)驗(yàn)過程中承受拉伸和壓縮載荷以及水壓實(shí)驗(yàn)載荷的強(qiáng)度要求和剛度要求。水平井井下工具模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)體由承載安裝板、底座機(jī)架、套管裝置、液壓缸、固定機(jī)構(gòu)、試壓法蘭、密封頭和壓蓋法蘭構(gòu)成，，如圖 3.1 所示。承載安裝板試壓法蘭 底座機(jī)架液壓缸 定位機(jī)構(gòu) 套管裝置密封頭壓蓋法蘭

第三章 水平井井下工具模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)3.1.2 底座機(jī)架設(shè)計(jì)底座機(jī)架對液壓缸和套管裝置起平衡支撐和定位作用，因此要求較好的整穩(wěn)定性，基本結(jié)構(gòu)如圖 3.2 所示。底座機(jī)架主要由支撐縱梁、支撐橫梁、短立柱支撐定位機(jī)構(gòu)、側(cè)加強(qiáng)板、連接板和地腳安裝板焊接構(gòu)成。支撐縱梁 短立柱 支撐橫梁支撐定位機(jī)構(gòu) 側(cè)加強(qiáng)板連接板底部安裝板
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE934;TP311.52

【參考文獻(xiàn)】

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2 劉克福;雷玉勇;蔣代君;劉星;;石油井下工具超高壓試壓檢測裝置研制[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2013年05期

3 馬亦飛;傅星;鐘汝軍;陳治;陳\

本文編號：2630857