本文關(guān)鍵詞：基于轉(zhuǎn)閥配流的水力振蕩減阻機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水平鉆井時(shí),大曲率井眼、長(zhǎng)水平井段和小井眼井中鉆柱與井壁之間的摩擦將導(dǎo)致出現(xiàn)“粘卡”現(xiàn)象而無法施加鉆壓,誘發(fā)井下事故,影響鉆進(jìn)效率�；谵D(zhuǎn)閥配流的水力振蕩減阻技術(shù)通過鉆具自激發(fā)一定頻率和強(qiáng)度的振動(dòng),將鉆柱與井壁之間的靜摩擦轉(zhuǎn)化為動(dòng)摩擦,可顯著降低鉆柱阻力,提高鉆進(jìn)效果,具有良好的發(fā)展前景。本文對(duì)其工作機(jī)理進(jìn)行了研究,取得了一些研究成果。論文首先在調(diào)研國內(nèi)外水力振蕩器機(jī)構(gòu)和工作機(jī)理的基礎(chǔ)上,確定了轉(zhuǎn)閥配流+渦輪驅(qū)動(dòng)+彈簧振蕩復(fù)位的水力振動(dòng)器的基本工作原理,通過結(jié)構(gòu)分析,對(duì)配流閥壓力流量特性模型、鉆柱軸向振動(dòng)模型和水擊壓力模型等水力振蕩的機(jī)理進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模研究�；贏MESet多學(xué)科協(xié)同仿真軟件,結(jié)合前述數(shù)學(xué)模型,在對(duì)水力振蕩器的振動(dòng)模型和配流閥模型進(jìn)行個(gè)性化開發(fā)的基礎(chǔ)上,建立了水力振蕩器的系統(tǒng)模型,并利用AMESim軟件進(jìn)行了仿真研究,分析了振動(dòng)位移、振動(dòng)頻率、流量等參數(shù)下的激振力變化規(guī)律,為水力振蕩減阻機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究奠定理論基礎(chǔ)。依據(jù)仿真結(jié)果,設(shè)計(jì)出了包括轉(zhuǎn)閥短節(jié)、動(dòng)力短節(jié)和振蕩短節(jié)等部分在內(nèi)的水力振蕩減阻工具,對(duì)相關(guān)的主要鉆具參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和校核,并據(jù)此簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)出了振蕩減阻機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置,開展了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的入口壓力、出口壓力、振動(dòng)位移以及振動(dòng)頻率等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:振蕩頻率,振幅和激振力等隨輸入流量增大而增大,流量調(diào)節(jié)范圍和工具適用頻率范圍受到配流閥結(jié)構(gòu)限制,頻率在一個(gè)范圍內(nèi)增大時(shí),減阻效果隨之增強(qiáng),不同工況必須使用不同配流閥結(jié)構(gòu)的水力振蕩器。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果的對(duì)比分析,提出了以滿足小井眼小流量鉆進(jìn)為目的,加強(qiáng)減阻效果的水力振動(dòng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和思路,對(duì)進(jìn)一步完善水力振蕩器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),輸出特性研究以及適用范圍的研究提供了有價(jià)值的參考依據(jù),為后續(xù)該型水力振蕩器的研究奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：水平井 振蕩減阻 水力振蕩器 配流閥 AMESim
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P634
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景與意義10
• 1.2 井底減阻方法10-12
• 1.2.1 軌跡控制方法減阻10-11
• 1.2.2 使用潤(rùn)滑劑減阻11
• 1.2.3 井底工具振蕩減阻11-12
• 1.3 水力振蕩器研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3.1 軸向水力振蕩器12-17
• 1.3.2 徑向水力振蕩器17
• 1.3.3 雙向水力振蕩器17-18
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第2章 水力振蕩器設(shè)計(jì)理論與數(shù)學(xué)模型20-31
• 2.1 輸出特性模型假設(shè)20
• 2.2 配流閥壓力流量特性20-24
• 2.3 鉆柱軸向振動(dòng)模型24-29
• 2.4 水擊壓力模型29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于AMESim的水力振蕩仿真研究31-44
• 3.1 水力振蕩器系統(tǒng)建模方法31
• 3.2 水力振蕩器系統(tǒng)建模31-36
• 3.2.1 振動(dòng)模型31-32
• 3.2.2 配流閥模型32-35
• 3.2.3 水力振蕩器系統(tǒng)模型35-36
• 3.3 水力振蕩器系統(tǒng)模型仿真分析36-43
• 3.3.1 參數(shù)設(shè)置36-37
• 3.3.2 配流閥模型分析37
• 3.3.3 振動(dòng)位移分析37-39
• 3.3.4 振動(dòng)速度與減阻效果39-41
• 3.3.5 激振力分析41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 水力振蕩減阻實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)44-61
• 4.1 設(shè)計(jì)基本要求44-45
• 4.2 配流閥設(shè)計(jì)45-54
• 4.2.1 偏心孔閥與中心孔閥配流45-49
• 4.2.2 雙偏心孔閥配流49-51
• 4.2.3 扇形孔閥配流51-53
• 4.2.4 配流閥對(duì)軸向力的影響53-54
• 4.3 動(dòng)力短節(jié)設(shè)計(jì)54-56
• 4.4 振蕩短節(jié)設(shè)計(jì)56-60
• 4.4.1 控制振蕩速度減阻模型56-57
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)裝置振蕩部分設(shè)計(jì)57-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第5章 水力振蕩器實(shí)驗(yàn)研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)61-77
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)61-63
• 5.2 實(shí)驗(yàn)裝置試運(yùn)行63-64
• 5.3 特性參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)64-68
• 5.3.1 整機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)64-65
• 5.3.2 壓力測(cè)試65-67
• 5.3.3 振動(dòng)頻率測(cè)試67
• 5.3.4 振動(dòng)位移測(cè)試67-68
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析68-74
• 5.4.1 振幅和振動(dòng)頻率分析68-72
• 5.4.2 壓降分析72-74
• 5.5 水力振蕩器的優(yōu)化設(shè)計(jì)74-75
• 5.6 本章小結(jié)75-77
• 第6章 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 本文結(jié)論77
• 6.2 展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 附錄84-87

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  本文關(guān)鍵詞：基于轉(zhuǎn)閥配流的水力振蕩減阻機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：451851