連續(xù)管剛度小,在下入或加壓鉆進(jìn)過程中容易屈曲,導(dǎo)致摩阻增大甚至鎖死。為此,基于附壁效應(yīng)和卡門渦街效應(yīng),創(chuàng)新設(shè)計(jì)了可誘發(fā)連續(xù)管軸向與徑向振動(dòng)的水力誘振式雙向耦合連續(xù)管減阻器。該減阻器通過流體誘發(fā)持續(xù)振動(dòng),將連續(xù)管與井壁間的靜摩擦轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)摩擦;渦輪動(dòng)力源、徑向振動(dòng)組和流體振動(dòng)腔室的多級(jí)耦合產(chǎn)生軸向沖擊力,克服了連續(xù)管與井壁之間的摩阻,避免了純機(jī)械式減阻器振動(dòng)間斷以及動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)復(fù)雜等缺點(diǎn)。利用有限元軟件進(jìn)行減阻器徑向振動(dòng)組模態(tài)分析,分析結(jié)果表明:其固有頻率遠(yuǎn)大于工作頻率,避免了共振導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。在軸向沖擊力測(cè)試試驗(yàn)中,該減阻器在10、14和18 L/s的注液排量下可分別產(chǎn)生23.3、30.1和34.6 kN耦合軸向沖擊力,隨著注入流量的線性增加,軸向沖擊力呈非線性增大。應(yīng)用該減阻器可增大連續(xù)管在水平段的延伸范圍。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

在總結(jié)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有減阻器設(shè)計(jì)資料和施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)減阻器的性能要求的基礎(chǔ)上,筆者認(rèn)為連續(xù)管減阻器應(yīng)具備動(dòng)力源穩(wěn)定、減阻效果明顯、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠以及使用壽命長(zhǎng)的性能特點(diǎn)。根據(jù)以上性能要求,參考現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料,結(jié)合油田現(xiàn)場(chǎng)施工需求,基于附壁效應(yīng)(CoandaEffect)[13-14]、卡門渦....

流體振動(dòng)腔室的設(shè)計(jì)模型如圖2a所示,將設(shè)計(jì)模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化后得到理論計(jì)算模型,如圖2b所示。本文通過流體振動(dòng)腔室計(jì)算模型得到合理的尺寸參數(shù),以確保結(jié)構(gòu)可以誘發(fā)附壁效應(yīng)。在流體振動(dòng)腔室計(jì)算模型中,做以下三點(diǎn)假設(shè):流體為不可壓縮流體;流體的黏性作用極小,可以忽略不計(jì);流體為定常流動(dòng)。

基于卡門渦街效應(yīng)和附壁效應(yīng),設(shè)計(jì)了如圖3所示的利用流體誘發(fā)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的流體振動(dòng)腔室三維模型。流體振動(dòng)腔室主要由附壁效應(yīng)振動(dòng)腔室和漩渦脫落球兩部分組成。工作原理如圖4所示。圖4流體振動(dòng)腔室原理示意圖

圖3流體振動(dòng)腔室三維模型圖由圖4可知,流體流經(jīng)上整流接口進(jìn)入振動(dòng)腔室,流經(jīng)漩渦脫落球在其表面邊界層堆積、形成漩渦,漩渦脫落,產(chǎn)生軸向及徑向振動(dòng)。漩渦脫落球與內(nèi)壁曲面曲率變化的外殼體構(gòu)成附壁效應(yīng)振動(dòng)腔室,流體流經(jīng)附壁效應(yīng)振動(dòng)腔室,流速減緩,隨著流體循環(huán)產(chǎn)生持續(xù)的軸向振動(dòng)。

本文編號(hào)：4010908