隨著石油能源的逐漸耗竭,在全世界的范圍內(nèi)展開了一場針對頁巖氣開采的熱潮,根據(jù)國內(nèi)與國外研究學(xué)者和專家們對于頁巖氣資源的勘探開發(fā)經(jīng)驗(yàn)表明,水平井鉆探技術(shù)對于頁巖氣藏的成功開發(fā)是一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù),在頁巖氣水平井連續(xù)油管的作業(yè)中,在水平段1500²000m連續(xù)油管由于摩阻增大,軸向載荷增加極易產(chǎn)生正弦屈曲和螺旋屈曲而自鎖,導(dǎo)致連續(xù)油管無法達(dá)到目的深度使得作業(yè)失敗,解決頁巖氣水平井連續(xù)油管自鎖的關(guān)鍵在于減小井筒的摩擦力。本文針對頁巖氣水平井鉆進(jìn)中的托壓和自鎖問題設(shè)計(jì)了一種Φ73軸向水力振蕩器,該水力振蕩器由軸向振動短節(jié)與水力振蕩短節(jié)兩大部分組成,水力振蕩器的動力由鉆井液提供,首先鉆井液經(jīng)過軸向振動短節(jié)的芯軸中心通孔進(jìn)入水力振蕩短節(jié),通過射流元件噴嘴后形成高速射流,在射流元件內(nèi)部進(jìn)行附壁切換,驅(qū)動下部活塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動。同時,與活塞桿下端相連的直旋作動器使節(jié)流孔上方旋轉(zhuǎn)套做往復(fù)擺動運(yùn)動,周期性地改變節(jié)流口的過流斷面面積,使得振蕩短節(jié)入口處產(chǎn)生周期性的脈沖壓力波。當(dāng)壓力升高時,流體壓力作用軸向振動短節(jié),迫使芯軸壓縮碟簧組向左運(yùn)動,芯軸伸出,當(dāng)壓力降低時,已壓縮的碟簧組釋放能... 

【文章來源】：長江大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

NOV水力振蕩器結(jié)構(gòu)圖

1-上接頭；2-外殼體；3-振動上端；4-閥桿；5-碟形彈簧 1；6-振動管；7-活塞；8-心軸；9-振動下端；10-振動錘；11-碟形彈簧 2；12-下接頭；圖 1-2 機(jī)械減阻器結(jié)構(gòu)圖Fig.1-2 Structural diagram of mechanical drag reducerSmith International 公司設(shè)計(jì)了一款偏心減阻器，如圖 1-3 所示，該減利用離心力產(chǎn)生振動，它的減阻效果由偏心塊的大小以及偏心塊的重心定，具體工作原理為：在鉆井液從心軸流入到從出口流出的這個過程中，驅(qū)動安裝在心軸上的渦輪葉片以及心軸本身旋轉(zhuǎn)，而偏心塊則通過螺栓定，心軸的旋轉(zhuǎn)會帶動偏心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力進(jìn)而產(chǎn)生徑向振動，由于偏側(cè)安裝有套筒，當(dāng)偏心塊旋轉(zhuǎn)時，套筒會產(chǎn)生軸向運(yùn)動與軸承碰撞，進(jìn)而振動。該減阻器既可以產(chǎn)生軸向振動又可以產(chǎn)生徑向振動，結(jié)構(gòu)簡單，在中減阻效果明顯[37]。

1-上接頭；2-外殼體；3-振動上端；4-閥桿；5-碟形彈簧 1；6-振動管；7-活塞；8-心軸；9-振動下端；10-振動錘；11-碟形彈簧 2；12-下接頭；圖 1-2 機(jī)械減阻器結(jié)構(gòu)圖Fig.1-2 Structural diagram of mechanical drag reducerSmith International 公司設(shè)計(jì)了一款偏心減阻器，如圖 1-3 所示，該減阻通過利用離心力產(chǎn)生振動，它的減阻效果由偏心塊的大小以及偏心塊的重心位而決定，具體工作原理為：在鉆井液從心軸流入到從出口流出的這個過程中，鉆液會驅(qū)動安裝在心軸上的渦輪葉片以及心軸本身旋轉(zhuǎn)，而偏心塊則通過螺栓與軸固定，心軸的旋轉(zhuǎn)會帶動偏心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力進(jìn)而產(chǎn)生徑向振動，由于偏心的外側(cè)安裝有套筒，當(dāng)偏心塊旋轉(zhuǎn)時，套筒會產(chǎn)生軸向運(yùn)動與軸承碰撞，進(jìn)而產(chǎn)軸向振動。該減阻器既可以產(chǎn)生軸向振動又可以產(chǎn)生徑向振動，結(jié)構(gòu)簡單，在實(shí)應(yīng)用中減阻效果明顯[37]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]淺談連續(xù)油管水力振蕩器在頁巖氣水平井中的應(yīng)用——以YSX井為例[J]. 羅鵬,宋丹,李晨陽,李劍秋,李淳,莫乾坤.  海峽科技與產(chǎn)業(yè). 2017(09)
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[7]井下減振器用碟形彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 袁良帥.  機(jī)械工程與自動化. 2017(02)
[8]大位移水平井鉆井過程中常見問題分析[J]. 余海波.  石化技術(shù). 2016(12)
[9]準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁巖油滯留聚集機(jī)理及資源潛力探討[J]. 邱振,盧斌,施振生,董大忠,王紅巖,周杰,陶輝飛,鄭民,吳曉智,郭和坤.  天然氣地球科學(xué). 2016(10)
[10]長寧區(qū)塊頁巖氣水平井無土相油基鉆井液技術(shù)[J]. 凡帆,王京光,藺文潔.  石油鉆探技術(shù). 2016(05)

博士論文
[1]硬巖水平定向鉆用射流式液動錘理論與試驗(yàn)研究[D]. 何將福.吉林大學(xué) 2016
[2]射流式水力振蕩器理論分析與試驗(yàn)研究[D]. 柳鶴.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]長寧威遠(yuǎn)區(qū)塊頁巖氣水平井提速技術(shù)研究[D]. 駱新穎.西南石油大學(xué) 2017
[2]雙螺旋直旋作動器設(shè)計(jì)與仿真分析[D]. 樊金柱.南京航空航天大學(xué) 2013



本文編號：2956786