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不压井作业装置的设计研究

作　者: 魏景山
导　师: 刘峰
学　校: 中国石油大学(华东)
专　业: 机械工程
关键词: 不压井作业装置有限元分析液控仿真
分类号: TE935
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

不压井作业是指在井筒内有油、气、水压力存在的情况下，进行带压起下管柱的作业。鉴于不压井作业相对于常规压井作业具有一定优势，所以在国内开展不压井作业装置的研究势在必行，本课题就是在这样的情况下提出来的。通过分析不压井作业工艺及装置在国内外的发展及应用现状，分析国内外不同类型不压井作业装置的优缺点，并根据我国油井的具体情况，确定目前应发展辅助型短冲程不压井作业装置，在了解不压井作业装置核心技术的基础上，设计出适合我国油田的不压井作业装置。通过现场调研和文献阅读，了解国内外不压井作业装置的发展现状；在对不压井作业装置使用要求进行分析的基础上，研究了不压井作业装置的基本原理并对总体方案进行了设计。在总体方案设计的基础上，对不压井作业装置井口密封防喷系统、举升系统和井下堵塞器进行了结构设计，其中不压井作业井口装置主要完成了井口密封系统、举升系统、支撑系统等的设计，并利用Pro/E软件对各系统进行了三维建模。利用ANSYS软件对单闸板防喷器壳体进行了有限元分析，对堵塞器胶筒压缩变形过程进行了分析。利用AMESim软件对举升系统液压控制系统进行了计算机仿真，分析了举升液压缸的同步性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-16
  1.1 概述  8-9
  1.2 课题的提出和研究意义  9-11
    1.2.1 课题的提出  9-10
    1.2.2 课题的研究意义  10-11
  1.3 不压井作业装置的国内外发展现状  11-14
    1.3.1 不压井作业装置的国外发展现状  11-12
    1.3.2 不压井作业装置的国内发展概况  12-13
    1.3.3 我国不压井作业装置与国外的差距  13-14
  1.4 不压井作业装置的发展趋势  14-15
  1.5 本文的研究目标及内容  15-16
    1.5.1 本文的研究目标  15
    1.5.2 本课题的研究内容  15-16
第2章不压井作业装置的工作原理及方案设计  16-29
  2.1 不压井作业装置的构成及工作原理  16-22
    2.1.1 不压井作业装置的构成  16-20
    2.1.2 不压井作业装置的工作原理  20-22
  2.2 不压井作业装置的分类  22-23
  2.3 不压井作业装置的设计  23-25
  2.4 不压井作业装置的参数确定  25-28
    2.4.1 不压井作业装置通径及工作压力的确定  25-26
    2.4.2 不压井作业装置举升力的确定  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章不压井作业装置的设计与校核  29-49
  3.1 密封防喷系统的设计  29-30
  3.2 井口密封系统的强度校核  30-36
    3.2.1 FZ18-21单闸板防喷器壳体强度校核  31-33
    3.2.2 单闸板防喷器侧门螺钉强度校核  33-35
    3.2.3 升高四通壳体强度校核  35-36
  3.3 举升系统的设计计算  36-42
    3.3.1 举升液压缸的设计  36-38
    3.3.2 液压缸活塞杆稳定性计算与校核  38-40
    3.3.3 举升装置液控系统设计  40-41
    3.3.4 举升系统液压泵功率计算  41-42
  3.4 油管堵塞器的设计  42-48
    3.4.1 堵塞器结构设计  42-44
    3.4.2 堵塞器强度校核  44-48
  3.5 本章小结  48-49
第4章不压井作业装置关键零件有限元分析和液控系统仿真  49-66
  4.1 FZ18—21液控单闸板防喷器壳体有限元分析  49-54
    4.1.1 防喷器壳体的失效分析  49-50
    4.1.2 防喷器壳体的有限元分析  50-54
  4.2 堵塞器胶筒变形有限元分析  54-58
  4.3 举升液压缸同步性分析  58-65
    4.3.1 液压缸同步方法介绍  59-61
    4.3.2 举升液压缸同步性分析  61-65
  4.4 本章小结  65-66
结论与展望  66-68
  1 结论  66
  2 展望  66-68
参考文献  68-70
攻读硕士学位期间取得的学术成果  70-71
致谢  71

不压井作业装置的设计研究

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