【摘要】：油田修井作業(yè)中一般都需要將油水管柱從地下提出來,對于大慶油田大多數(shù)油水井來說,若油水管沒被卡住,則用小修作業(yè)機即可將管柱順利提出。若管柱被卡住,超出小修作業(yè)機載荷范圍,則只能上大修作業(yè)機,不僅費用高昂,作業(yè)周期也長,嚴(yán)重影響了油田的經(jīng)濟效益。使用油水井油水井解卡裝置則可避免大修作業(yè)。油水井油水井解卡裝置使用液壓力作為驅(qū)動力,依靠液壓驅(qū)動卡瓦裝置抱緊管柱,并向上拉拔,依靠拉力將被卡管柱拔出�？ㄍ咝阅苁菦Q定了解卡作業(yè)成敗的關(guān)鍵部件,只有安全可靠的卡瓦才能提供合適的咬緊力和上提拉力,且能夠避免傷害油管柱。本課題針對油水井輔助解卡裝置卡瓦系統(tǒng)為研究對象,通過理論分析和有限元模擬計算,對卡瓦系統(tǒng)進行全面分析。具體開展以下研究內(nèi)容:(1)油水井輔助解卡裝置結(jié)構(gòu)及工作原理分析主要針對油水井輔助解卡裝置的工作原理、系統(tǒng)組成、主要部件等進行詳細的分析和研究,主要部件的受力關(guān)系進行有限元分析和計算,確定其在額定的工作負(fù)載下的應(yīng)力分布,判斷設(shè)計是否安全。分析手段主要借助于COSMOS有限元分析軟件,基于Solidworks建模軟件。(2)卡瓦結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化卡瓦作為解卡裝置的關(guān)鍵部件,其結(jié)構(gòu)型式必然對其受力狀況有很大的影響,根據(jù)卡瓦工作原理,在對其進行受力分析的基礎(chǔ)上,研究卡瓦結(jié)構(gòu)變化對其受力狀況的影響,從中選取最優(yōu)的卡瓦結(jié)構(gòu)。(3)卡瓦牙型分析與優(yōu)化卡瓦的牙型是影響管柱是否能被卡緊的一個重要因素,牙型決定了卡牙能否嵌入管柱以及嵌入深度、嵌入體積等,從而影響著拔起力的大小,也決定著解卡范圍的大小。通過分析卡牙形狀、規(guī)格、傾斜角度等的變化對其受力狀況的影響,從中優(yōu)選出最優(yōu)的牙型結(jié)構(gòu)。本設(shè)計是基于SolidWorks2010進行建模,運用COSMOSWorks進行有限元計算�，F(xiàn)場應(yīng)用表明,該優(yōu)化設(shè)計相較于常規(guī)卡牙結(jié)構(gòu),其工作可靠性和工作效率得到明顯提升。
【圖文】：

液壓底座支撐裝置主要為平衡井口地面不平及安裝舉升液壓缸方便而設(shè)置，其運動操控也是通過遠程控制閥來控制。每個支腿配置單獨的節(jié)流調(diào)速閥可進行單獨調(diào)速，同樣配置了雙向液壓鎖進行保壓鎖死。整個裝置如圖2.2所示。游動卡瓦裝置舉升裝置固定卡瓦裝置支腿裝置圖2.2 油水井解卡裝置示意圖2.2.4 液壓動力源裝置液壓動力源部分主要由液壓站構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)包括柴油機、液壓柱塞泵、過濾裝置、油箱、蓄能裝置、壓力顯示裝置等組成。液壓泵采用柴油機驅(qū)動，不受電網(wǎng)布局的限制，可以獨立運行工作。液壓蓄能裝置一方面起到穩(wěn)壓、緩沖泵對液壓系統(tǒng)的脈動沖擊作用；另一方面作為液壓能儲備工具，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障停泵時能短時提供動力，或當(dāng)裝置工作需要較大流量時，能夠與泵同時向執(zhí)行元件提供液壓油。

第三章 卡瓦裝置設(shè)計及分析.1 卡瓦裝置結(jié)構(gòu)及工作原理解卡裝置卡瓦是在解卡工作過程中用來把油管或套管夾緊懸持在井口的工具，傳遞提下放力的核心部件，一般靠液壓驅(qū)動，，俗稱液壓卡瓦。液壓卡瓦裝置可分為游動液卡瓦裝置和固定液壓卡瓦裝置，如圖 3.1(a)、3.1(b)所示。液壓卡瓦裝置是作業(yè)機輔助卡裝置的重要部件，承受解卡力和液壓卡緊力，能夠在解卡作業(yè)中將管柱在任意位置緊不松脫、不打滑，要嚴(yán)格保證其工作可靠性。工作時，固定卡瓦和游動卡瓦配合使，當(dāng)下部固定卡瓦抱緊時，上部游動卡瓦松開并隨著舉升液壓缸回縮；當(dāng)上部游動卡抱緊管柱并隨著舉升液壓缸向上拔起時，下部固定卡瓦松開�？ㄍ呖ㄑ兰翱ㄍ唧w的強是決定解卡作業(yè)成功與否的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)上，游動卡瓦和固定卡瓦基本相似，都是由卡液壓缸、卡瓦裝置殼體、卡瓦支撐塊、卡瓦牙板等組成。結(jié)構(gòu)如圖 3.2 所示。其中卡支撐塊和卡瓦液壓缸活塞桿通過螺紋連接，卡瓦牙板和卡瓦支撐塊通過限位溝槽限位用內(nèi)六角螺栓固定，卡瓦液壓缸與卡瓦裝置殼體之間用內(nèi)六角螺栓固定。游動卡瓦裝和固定液壓卡瓦裝置的主要區(qū)別是螺栓孔的位置與布局不同。
【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】：TE935


本文編號：2535099