连续管钻井水力加压器结构设计.docx

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石油机械

2012年第40卷第11期CHINAPETROLEUMMACHINERY

2012年第40卷第11期

?钻井技术与装备?

连续管钻井水力加压器结构设计*

谭春飞1于丽维张仁龙2张升峰李玉梅金磊1

(1.中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室2.中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院)

摘要:连续管钻井过程中,底部钻具组合无钻铤,钻压施加困难。为此,设计了一种适用于688.9mm微小井眼连续管钻井的073mm三级水力加压器,建立了水力加压器串联在涡轮钻具上方时产生的轴向推力计算模型。为了延长水力加压器的工作寿命,设计了密封性能优良的车氏密封结构;主活塞杆与主缸体之间采用矩形花键连接方式,并进行了矩形花键连接副的接触应力分析。计算与分析结果表明,在钻井液排量5.0~6.0L/s、密度1.05~1.20g/cm3条件下可产生50~90kN的轴向推力,完全满足?88.9mm微小井眼连续管钻井需要。

关键词:连续管钻井;微小井眼;水力加压器;车氏密封;矩形花键;有限元分析

中图分类号:TE921文献标识码:A文章编号:1001-4578(2012)11-0015-04

StructuralDesignoftheHydraulicThrusterforCoiledTubingDrilling

TanChunfeiYuLiwei1ZhangRenlong2ZhangShengfengLiYumei1JinLei

(1.StateKeyLaboratoryofOilandGasResourcesandExploration,ChinaUniversityofPetroleum,Beiing2.SINOPECRe-searchInstituteofPetroleumEngineering)

Abstract:ItisdifficulttoprovideWOBbecauseofnodrillcollaronBHAintheprocessofcoiledtubingdrill-ing.Therefore,akindof073mmthree-stagehydraulicthrustersuitablefortheg88.9mmmiero-holecoiledtubingdrillingwasdesigned.Thecalculationmodelfortheaxialthrustofthethrusterseriesconnectionwhichisproducedaboveturbo-drillwasestablished.TheChessealstructurewithexcellentsealabilitywasdesignedinordertolength-entheservicelifeofthethruster.Therectangularsplinewasadoptedastheconnectionmodebetweenthemainpis-tonrodandthecylinderbody.Thecontactstressanalysisoftherectangularsplineconnectionpairwasconduc-ted.Thecalculationandanalysisshowthattheaxialthrustof50~90kNwillbeproducedwhenthedrillingfluiddisplacementis5.0~6.0L/sandthedensityis1.05~1.20g/cm3,whichcompletelysatisfiestherequirementof688.9mmmicro-holecoiledtubingdrilling.

Keywords:coiledtubingdrilling;micro-hole;hydraulicthruster;Chesseal;rectangularspline;fi

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