擴(kuò)眼機(jī)構(gòu)是射頻識(shí)別控制隨鉆擴(kuò)眼器的關(guān)鍵部件之一,其結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系著隨鉆擴(kuò)眼器的成敗。為此,優(yōu)化設(shè)計(jì)了擴(kuò)眼器短節(jié),研制出具有自鎖功能、可回收雙臺(tái)階刀翼的擴(kuò)眼器。該擴(kuò)眼器的止推臺(tái)階可保證刀翼完全張開(kāi),后自鎖臺(tái)階使刀翼自鎖;采用三刀翼布局,合適的刀翼布齒方式、布齒密度及保徑齒數(shù)量可保持?jǐn)U眼井段井眼擴(kuò)大率�，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明:RFID隨鉆擴(kuò)眼器擴(kuò)眼井徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求,射頻識(shí)別標(biāo)簽讀取正常;既具備常規(guī)隨鉆擴(kuò)眼作業(yè)連續(xù)性、快速性的特點(diǎn),又可根據(jù)需要控制擴(kuò)眼器多次開(kāi)閉;可以在管柱中集成多個(gè)擴(kuò)眼器,并按照設(shè)計(jì)程序控制各擴(kuò)眼器刀翼的收放,實(shí)現(xiàn)復(fù)合擴(kuò)眼作業(yè)。該擴(kuò)眼器操作簡(jiǎn)單可靠,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。 

【文章來(lái)源】：石油機(jī)械. 2020,48(07)北大核心

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【部分圖文】：

擴(kuò)眼器結(jié)構(gòu)示意圖

雙臺(tái)階自鎖隨鉆擴(kuò)眼器刀翼包括刀翼本體、PDC復(fù)合片切削齒和保徑齒，如圖2所示。刀翼本體下端設(shè)有銷軸孔，前端與后端分別設(shè)有前止推臺(tái)階和后自鎖臺(tái)階，左側(cè)為兩斜面夾凹柱面結(jié)構(gòu)，右側(cè)刀翼上、下冠面輪廓均采用短拋物線輪廓冠面，上、下冠面中間由平面連接[9]。刀翼本體安裝在隨鉆擴(kuò)眼器本體長(zhǎng)槽形兩端半圓形窗口內(nèi)，裝配時(shí)將刀翼推至最大張開(kāi)位置，通過(guò)本體側(cè)面銷軸裝配孔裝入連接銷軸，使刀翼與內(nèi)活塞連接，在彈簧力作用下刀翼通過(guò)導(dǎo)向滑道向下運(yùn)動(dòng)收縮入本體。銷軸在軸向方向?qū)Φ兑磉M(jìn)行約束，隨鉆擴(kuò)眼器本體長(zhǎng)槽形兩端半圓形窗口側(cè)面對(duì)刀翼進(jìn)行徑向約束[10-11]。

建立了擴(kuò)眼器刀翼噴嘴流場(chǎng)分析模型，見(jiàn)圖3。設(shè)定流體模型為標(biāo)準(zhǔn)k-ε二相流模型。鉆井液密度為1 200 kg/m3，等壓比熱容為2 800J/(kg·K)，導(dǎo)熱系數(shù)為1.5 W/(m·K)，黏度為10-3kg/(m·s)。此邊界分為入口、出口、內(nèi)部流體和壁面等4個(gè)部分。流道入口:邊界類型選擇Mass-Flow Inlet，并進(jìn)行編輯，質(zhì)流率33.6 kg/s，初始表壓為15 MPa，方向垂直于入口邊界，即豎直向下。湍流系數(shù)選擇湍流強(qiáng)度與水力直徑，并輸入湍流強(qiáng)度5%和水力直徑68 mm。流量出口B選擇壓力出口，出口壓力定義為18 MPa，湍流強(qiáng)度5%，水力直徑取3個(gè)出口直徑之和，計(jì)算時(shí)取15mm。流量出口C選擇壓力出口，出口壓力為25MPa，湍流強(qiáng)度5%，水力直徑取68 mm。wall-solid為壁面邊界，類型選擇壁面即可。內(nèi)部流體類型選擇interior。依次改變噴嘴噴射角δ、噴嘴入口直徑D、噴嘴長(zhǎng)度L、圓柱段長(zhǎng)度l進(jìn)行模擬并優(yōu)化。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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