擴眼機構是射頻識別控制隨鉆擴眼器的關鍵部件之一,其結構與性能關系著隨鉆擴眼器的成敗。為此,優(yōu)化設計了擴眼器短節(jié),研制出具有自鎖功能、可回收雙臺階刀翼的擴眼器。該擴眼器的止推臺階可保證刀翼完全張開,后自鎖臺階使刀翼自鎖;采用三刀翼布局,合適的刀翼布齒方式、布齒密度及保徑齒數(shù)量可保持擴眼井段井眼擴大率�，F(xiàn)場應用結果表明:RFID隨鉆擴眼器擴眼井徑達到設計要求,射頻識別標簽讀取正常;既具備常規(guī)隨鉆擴眼作業(yè)連續(xù)性、快速性的特點,又可根據(jù)需要控制擴眼器多次開閉;可以在管柱中集成多個擴眼器,并按照設計程序控制各擴眼器刀翼的收放,實現(xiàn)復合擴眼作業(yè)。該擴眼器操作簡單可靠,具有廣闊的推廣應用前景。 

【文章來源】：石油機械. 2020,48(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

擴眼器結構示意圖

雙臺階自鎖隨鉆擴眼器刀翼包括刀翼本體、PDC復合片切削齒和保徑齒，如圖2所示。刀翼本體下端設有銷軸孔，前端與后端分別設有前止推臺階和后自鎖臺階，左側為兩斜面夾凹柱面結構，右側刀翼上、下冠面輪廓均采用短拋物線輪廓冠面，上、下冠面中間由平面連接[9]。刀翼本體安裝在隨鉆擴眼器本體長槽形兩端半圓形窗口內，裝配時將刀翼推至最大張開位置，通過本體側面銷軸裝配孔裝入連接銷軸，使刀翼與內活塞連接，在彈簧力作用下刀翼通過導向滑道向下運動收縮入本體。銷軸在軸向方向對刀翼進行約束，隨鉆擴眼器本體長槽形兩端半圓形窗口側面對刀翼進行徑向約束[10-11]。

建立了擴眼器刀翼噴嘴流場分析模型，見圖3。設定流體模型為標準k-ε二相流模型。鉆井液密度為1 200 kg/m3，等壓比熱容為2 800J/(kg·K)，導熱系數(shù)為1.5 W/(m·K)，黏度為10-3kg/(m·s)。此邊界分為入口、出口、內部流體和壁面等4個部分。流道入口:邊界類型選擇Mass-Flow Inlet，并進行編輯，質流率33.6 kg/s，初始表壓為15 MPa，方向垂直于入口邊界，即豎直向下。湍流系數(shù)選擇湍流強度與水力直徑，并輸入湍流強度5%和水力直徑68 mm。流量出口B選擇壓力出口，出口壓力定義為18 MPa，湍流強度5%，水力直徑取3個出口直徑之和，計算時取15mm。流量出口C選擇壓力出口，出口壓力為25MPa，湍流強度5%，水力直徑取68 mm。wall-solid為壁面邊界，類型選擇壁面即可。內部流體類型選擇interior。依次改變噴嘴噴射角δ、噴嘴入口直徑D、噴嘴長度L、圓柱段長度l進行模擬并優(yōu)化。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3401468