發(fā)布時(shí)間：2018-05-28 01:15

  本文選題：水平井 + PLC-液壓控制系統(tǒng)　； 參考：《東北石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：水平井以其獨(dú)特的優(yōu)勢目前被國內(nèi)外廣泛應(yīng)用。但目前水平井套損率逐年增多,套管損壞問題日益嚴(yán)重,因此為了保證套損井的正常工作和油田的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn),對套管開展整形修復(fù)工作。水平井的套損修復(fù)與直井的修復(fù)有很大的不同,首先整形工具進(jìn)入井內(nèi)整形不居中,整形過程易發(fā)生偏磨。其次水平井井眼曲率過大,整形工具上提和下放困難,縱向沖脹難度大。如何設(shè)計(jì)一套方便可用的水平井套損修復(fù)裝置,是目前油田急需解決的問題。本文設(shè)計(jì)了一套水平井套損修復(fù)—打通道裝置,該裝置由錨定裝置、液壓缸、脹管頭和PLC-液壓控制系統(tǒng)等部分組成。首先,為保證裝置整形過程中穩(wěn)定并處于居中位置設(shè)計(jì)了錨定裝置。其次,通過受力分析、材料選擇以及對串聯(lián)液壓缸的壁厚、直徑等重要參數(shù)的確定,對裝置中的重要部件脹管頭和液壓缸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并通過有限元分析和動力學(xué)仿真對其進(jìn)行了強(qiáng)度校核,使其滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)過程中,針對目前油田水平井整形后遇卡裝置無法取出的問題,在控制系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)了多級液壓缸換向回路系統(tǒng),該系統(tǒng)可以保證整形裝置在套損管修復(fù)后,整形裝置可以自動順利抵從套管的修復(fù)部位中抽出,免去了以往套損管整形裝置整形完后通過地面拖動油管取出整形裝置的麻煩。最后,為了保證設(shè)計(jì)中的多級液壓缸換向回路系統(tǒng)的可靠性,將液壓缸按照設(shè)計(jì)加工出樣品,在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)效果良好,滿足設(shè)計(jì)要求。該裝置與以往水平井套損修復(fù)裝置相比,實(shí)現(xiàn)了整套裝置的電氣控制,將套管修復(fù)與打通裝置收回由PLC-液壓控制系統(tǒng)在井下依次完成,實(shí)現(xiàn)自動化。目前,該裝置中的多級液壓缸換向回路的換向?qū)嶒?yàn)在實(shí)驗(yàn)室取得了圓滿的結(jié)果,這為后續(xù)的套損管的修復(fù)實(shí)驗(yàn)的成功奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
[Abstract]:Horizontal wells are widely used at home and abroad with their unique advantages. However, the casing damage rate of horizontal wells is increasing year by year, and the casing damage problem is becoming more and more serious. Therefore, in order to ensure the normal operation of casing damage wells and the stable production and production increase of oil fields, the casing plastic repair is carried out. The casing damage repair of horizontal well is different from that of vertical well. Secondly, the horizontal borehole curvature is too large, the plastic tools are difficult to lift and down, and the longitudinal flushing is difficult. How to design a convenient and usable casing repair device for horizontal wells is an urgent problem to be solved in oil fields at present. In this paper, a set of horizontal well casing damage repairing and drilling device is designed, which is composed of anchoring device, hydraulic cylinder, expansion pipe head and PLC- hydraulic control system. Firstly, the anchoring device is designed to ensure the stability and center position of the device. Secondly, through the force analysis, material selection and the determination of the wall thickness and diameter of the hydraulic cylinder in series, the structural design of the expansion pipe head and the hydraulic cylinder, which is the important component of the device, is carried out. The strength was checked by finite element analysis and dynamic simulation to meet the design requirements. In the design process, aiming at the problem that the clamping device can not be taken out after shaping the horizontal well in the oil field at present, a multi-stage hydraulic cylinder reversing loop system is designed in the control system, which can ensure that the shaping device can be repaired after the casing damage pipe is repaired. The shaping device can be automatically pulled out from the repair part of the casing, which eliminates the trouble of removing the plastic device by dragging the oil pipe on the ground after the plastic operation of the casing damage plastic device is finished. Finally, in order to ensure the reliability of the multi-stage hydraulic cylinder reversing loop system in the design, the hydraulic cylinder is processed according to the design and the experiment is carried out in the laboratory. The experimental results show that the system has good effect and meets the design requirements. Compared with the former casing damage repair device, this device realizes the electrical control of the whole device. The casing repair and break through device is recovered by the PLC- hydraulic control system in the downhole in turn, and the automation is realized. At present, the commutation experiment of multistage hydraulic cylinder in this device has obtained satisfactory results in the laboratory, which lays a solid foundation for the success of the subsequent repair experiment of casing damaged pipe.
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE931.2

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本文編號：1944612