本文關(guān)鍵詞：水平井分段壓裂投球滑套的結(jié)構(gòu)性能分析與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 投球滑套 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 密封性 沖蝕磨損 優(yōu)化

【摘要】：水平井分段壓裂是目前開采頁巖氣等低滲透油氣藏的主要技術(shù),投球滑套作為分段壓裂的核心工具,安放于2個裸眼封隔器之間,為目的層段提供壓裂和采油(氣)通道。在高溫高壓的工作環(huán)境中,現(xiàn)有投球滑套存在開關(guān)不可靠、密封性差、噴砂口易被封堵、球座及噴砂口沖蝕磨損嚴(yán)重等缺點(diǎn),嚴(yán)重影響了分段壓裂的效果。本論文首先對水平井分段壓裂管柱進(jìn)行受力分析,建立不同工作時段的管柱力學(xué)模型,與投球滑套的安全評價標(biāo)準(zhǔn)。再針對投球滑套的失效特點(diǎn),設(shè)計(jì)出一種密封性強(qiáng)、耐沖蝕的投球滑套:增設(shè)卡簧逆向鎖緊機(jī)構(gòu);將單一密封圈密封改為O型密封圈+雙C型擋圈密封;將單錐面球座改為帶前錐面的弧面球座;將噴砂孔的截面形狀改為等腰梯形。并利用Abaqus有限元軟件,對投球滑套的打開過程、鉆除球座過程、動密封過程進(jìn)行仿真模擬。然后分別推出錐面球座、弧面球座坐封時,球座最大接觸壓力的理論公式。并對兩種球座的坐封過程進(jìn)行仿真模擬,證明弧面球座可有效防止坐封面被壓潰,同時得到兩種球座的適用范圍。接著建立固液兩相流的沖蝕磨損方程,并利用Fluent流體分析軟件,對帶前錐面的弧面球座、雙錐面球座的沖蝕磨損進(jìn)行仿真分析。證明帶前錐面的弧面球座的耐沖蝕性高于雙錐面球座,同時分析帶錐面的弧面球座流體域的壓力場、速度場、固相顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的分布規(guī)律。最后利用PIANO集成優(yōu)化軟件,以新型球座坐封面的平均沖蝕磨損率最小為優(yōu)化目標(biāo),對前錐面錐度θ和弧面中心角γ進(jìn)行優(yōu)化,確定其最優(yōu)結(jié)構(gòu)為:弧面的曲率半徑ρ等于該級壓裂球的半徑R;前錐面的錐度θ=30°;弧面中心角=γ900°-arcsin(d/2R)。本設(shè)計(jì)的投球滑套可以實(shí)現(xiàn)16級分段壓裂,且具有良好的密封性、耐沖蝕性及逆向鎖緊能力,可以提高水平井分段壓裂的效果。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE934.2

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 覃言;滑套式鋼筆[J];發(fā)明與革新;2001年11期

2 張世甫;滑套使用中若干問題的分析探討[J];鉆采工藝;2002年01期

3 ;機(jī)械式可開關(guān)滑套試驗(yàn)成功[J];石油機(jī)械;2013年06期

4 石磊;;一種新型滑套開關(guān)工具及配套技術(shù)應(yīng)用研究[J];西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年01期

5 郭朝輝;魏遼;馬蘭榮;;新型無級差套管滑套及其應(yīng)用[J];石油機(jī)械;2012年10期

6 秦金立;戴文潮;萬雪峰;趙晨熙;韓峰;;無線射頻識別技術(shù)在多級滑套壓裂工具中的應(yīng)用探討[J];石油鉆探技術(shù);2013年03期

7 戴文潮;秦金立;薛占峰;侯乃賀;趙晨熙;;一球多簇分段壓裂滑套工具技術(shù)研究[J];石油機(jī)械;2014年08期

8 汪超;徐建寧;屈文濤;朱端銀;;內(nèi)滑套式射流泵的研制[J];流體機(jī)械;2008年01期

9 李大寨;王克沛;;基于RFID技術(shù)的智能滑套分段壓裂工具的設(shè)計(jì)[J];機(jī)械與電子;2014年02期

10 張亮;王丙剛;馬認(rèn)琦;;深水生產(chǎn)滑套密封設(shè)計(jì)及試驗(yàn)[J];石油機(jī)械;2014年07期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 張逸飛;三銷滑套溫冷復(fù)合精密鍛擠多工序成形工藝研究[D];山東大學(xué);2016年

2 安倫;新型多級壓裂滑套研究與分析[D];西南石油大學(xué);2016年

3 劉巖巖;基于石油井下射頻滑套設(shè)備的技術(shù)研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2016年

4 雷鴻翔;基于RFID通訊智能滑套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D];西南石油大學(xué);2017年

5 張珍珍;水平井分段壓裂投球滑套的結(jié)構(gòu)性能分析與優(yōu)化[D];西南石油大學(xué);2017年

6 趙珩煜;一球多簇壓裂滑套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D];長江大學(xué);2017年

7 李雨丹;井下滑套閥開度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安石油大學(xué);2017年

，

本文編號：1275671