當(dāng)今世界能源問(wèn)題日益凸顯,原油資源逐漸減少,許多油藏開(kāi)發(fā)目標(biāo)已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向深海、灘海以及沙漠等開(kāi)采難度很大的復(fù)雜地區(qū),這對(duì)原油資源的產(chǎn)量和成本都造成了很大影響,這些環(huán)境及技術(shù)問(wèn)題都對(duì)進(jìn)一步提高油氣采收率提出了迫切要求。常規(guī)的完井工藝經(jīng)常伴隨著大量的修井、堵水作業(yè),使得開(kāi)采成本增加。智能完井系統(tǒng)可以減少修井作業(yè),并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油井的實(shí)時(shí)檢測(cè)和遠(yuǎn)程控制,實(shí)現(xiàn)油井的多層合采,可以有效的提高采收率。智能完井系統(tǒng)的核心就是井下流量控制系統(tǒng),在智能開(kāi)采領(lǐng)域,相比于外國(guó)先進(jìn)的技術(shù),國(guó)內(nèi)尚未出現(xiàn)相對(duì)成熟的裝備。本文提出了一種可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的井下流量控制系統(tǒng)以及一種能夠?qū)崿F(xiàn)多檔位節(jié)流的流量控制閥的方案。本文首先對(duì)井下流量控制器的工作環(huán)境以及流場(chǎng)特性進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)了一種由液壓控制的流量控制閥,針對(duì)井下的工作環(huán)境,對(duì)流量控制閥的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了有限元分析,并重點(diǎn)對(duì)流量控制閥的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,通過(guò)對(duì)密封結(jié)構(gòu)的比較、優(yōu)化,得到了最終的密封結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了一種與流量控制閥相配合的流量控制系統(tǒng),流量控制系統(tǒng)由多個(gè)模塊組成,分別完成層位信息解碼和閥門(mén)開(kāi)度的選擇,整個(gè)系統(tǒng)由三條液壓管線控制,最多可以實(shí)現(xiàn)對(duì)六個(gè)層位以及四個(gè)檔位的控制。模擬流量控制器的工作環(huán)境,對(duì)整個(gè)流量控制器進(jìn)行了流場(chǎng)分析,包括不同壓差以及不同節(jié)流面積下的流量分析,多相流分析等,并最終確定了流量控制器節(jié)流孔的結(jié)構(gòu)和節(jié)流面積,同時(shí)針對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了流固耦合分析,確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠滿足要求,保證流量控制閥在井下高溫高壓環(huán)境下仍能正常工作。針對(duì)流量控制器的金屬密封結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一套金屬密封實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)臺(tái)架主要由壓力容器、液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三部分組成,可以對(duì)70MPa壓力,150℃溫度下對(duì)密封裝置進(jìn)行測(cè)試,檢驗(yàn)其密封能力。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TE938
【部分圖文】：

■■■■■■■Ｉ?汸？！??ａＢｉ??、ｆ＊：；ｒｗ?ｍｉｒｙ?Ｍ?路抵％ａａ．－ｊ？糾挪?ｙ的抱ａｅｔ??Ｒ｜?帽狀？：抒?ｍｍ?－５｜????＜／?．．－巴卜—＾??圖ｌ－ｉ智能井的控制??主要包括：??息收集傳感系統(tǒng)：主要由安裝在井下的一系列永久、流量、溫度等類(lèi)型的傳感器；??量控制系統(tǒng)：井下流量控制系統(tǒng)可以對(duì)各個(gè)產(chǎn)層的流的關(guān)鍵裝備。井下流量控制系統(tǒng)的控制方式主要包合驅(qū)動(dòng)三種方式，每個(gè)產(chǎn)層的流量控制器由封隔器進(jìn)據(jù)傳輸系統(tǒng)：是連接井下信息收集系統(tǒng)與地面信息收集的信號(hào)通過(guò)永久電纜將信息傳輸?shù)降孛嫦到y(tǒng)；??據(jù)分析和反饋系統(tǒng)：包括計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用的數(shù)據(jù)分析到地面的信息進(jìn)行收集和存儲(chǔ)，再由專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)分智能井系統(tǒng)進(jìn)行控制，優(yōu)化生產(chǎn)。??

貝克石油工具公司的最典型的流量控制系統(tǒng)是ＩｎＣｈａｒｇｅ系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了全電控??制，其優(yōu)勢(shì)在于可以只使用單根控制線進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，最多可??以控制１２個(gè)層段，適用于水平井、垂直井和斜井［１（）］。??現(xiàn)在世界上主要的流量控制系統(tǒng)如表１－１所示：??表１－１流量控制系統(tǒng)性能參數(shù)??控制系統(tǒng)?系統(tǒng)公司?控制方式￣控制層數(shù)￣控制管線￣節(jié)流狀態(tài)??Ｄｉｇｉｔａｌ?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ?ＷｅｌｌＤｙｎａｍｉｃｓ?液壓?最多?６?層?３?條?打開(kāi)／關(guān)閉??Ｄｉｒｅｃｔ?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ?ＷｅｌｌＤｙｎａｍｉｃｓ?液壓?多個(gè)層段?層數(shù)＋１?１５個(gè)檔位??Ｍｉｎｉ?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ?ＷｅｌｌＤｙｎａｍｉｃｓ?液壓?多個(gè)層段每層一條打開(kāi)／關(guān)閉??Ａｃｃｕ－Ｐｕｌｓ?ＷｅｌｌＤｙｎａｍｉｃｓ?液壓?１?層?２?條?１１?個(gè)檔位??ＳＣＲＡＭＳ?ＷｅｌｌＤｙｎａｍｉｃｓ?電－液?多層?２?條?１００?檔位??ＩｎＦｏｒｃｅ?貝克公司?液壓?３層?６條?８?jìng)�(gè)檔位??ＩｎＣｈａｒｇｅ?貝克公司?電力?１２層?１條?無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)??ＴＲＦＣ－Ｅ?斯倫貝謝?電力?１層?１條?１１個(gè)檔位??ＴＲＦＣ－ＨＮ－ＡＰ?斯倫貝謝?液壓?多層?２條?１１個(gè)檔位??

－，－－可回收式流量控制閥，ＷＲＦＣ－Ｈ鋼絲可回收式流量控制閥等。??流量控制閥的工作原理就是通過(guò)改變控制器的節(jié)流面積來(lái)實(shí)現(xiàn)控制流量的目的，現(xiàn)??階段絕大部分的流量控制器都是采用液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，少部分采用電力驅(qū)動(dòng)或者是電力－??液壓混合驅(qū)動(dòng)，若要采用電力驅(qū)動(dòng)的方式，則必須要在流量控制器上安裝電力驅(qū)動(dòng)裝置??和永久性傳感器，這種裝置的研究和制造標(biāo)準(zhǔn)非常高，必須要在井下極其惡劣的工作環(huán)??境下保證電子元件和傳感器的可靠性和壽命［１１］。??ＷｅｌｌＤｙｎａｍｉｃｓ公司的井下流量控制器主要包括以下幾種：??（１?）?ＨＳ－ＩＣＶ系列井下流量控制器??該系列流量控制器有兩種型號(hào)，第一種結(jié)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)全開(kāi)和全關(guān)兩個(gè)檔位的節(jié)流狀??態(tài)；改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)除了可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)和關(guān)兩個(gè)狀態(tài)，又添加了中間節(jié)流狀態(tài)，ＨＳ－ＩＣＶ系??列井下流量控制器與ＷｅｌｌＤｙｎａｍｉｃｓ的液壓控制系統(tǒng)和電力控制系統(tǒng)配合使用，閥上安??裝有電纜線和傳感器。??在第一代ＨＳ－ＩＣＶ結(jié)構(gòu)中，使用了兩種密封方案，金屬密封方案采用了蝶形彈簧配??合端面密封的密封方式，而在過(guò)流套筒與閥體之間則使用了熱塑料密封［１２］，最高可以實(shí)??現(xiàn)對(duì)ｌＯＯＭＰａ的壓力進(jìn)行密封；在改進(jìn)型中的ＨＳ－ＩＣＶ結(jié)構(gòu)中加入了位移傳感器，并且??在金屬密封面上使用了碳化鎢材料，這大大提高了密封結(jié)構(gòu)的抗磨損和抗腐蝕性的能力。??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2861230