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閥式水力振蕩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)分析

返回列表 來(lái)源:未知 發(fā)布日期:2022-09-23 08:20【

特點(diǎn)與主要技術(shù)參數(shù)

 

閥式水力振蕩器為全金屬結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的耐 腐蝕和耐高溫性能。在高壓流體壓差力和復(fù)位彈簧 的彈性力作用下,動(dòng)閥沿軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng)減輕了控 制閥的磨損,從而延長(zhǎng)工具使用壽命此外,閥式 控制短節(jié)工作過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生額外的壓耗能夠有 效提高鉆井液能量的利用效率。其振動(dòng)性能參數(shù)可 根據(jù)所鉆井段鉆井參數(shù)和地層特性通過(guò)改變排量 與動(dòng)閥復(fù)位彈簧剛度來(lái)調(diào)節(jié)。 工具主要技術(shù)參數(shù)為: 工具外徑 127 mm長(zhǎng) 2 166 mm,工作排量 15~20 L /s。


啟動(dòng)排量分析


在初始狀態(tài)下,啟動(dòng)閥堵頭未遮擋動(dòng)閥側(cè)壁上 的節(jié)流孔時(shí)節(jié)流孔過(guò)流面積最大。在動(dòng)閥上下端 18 油 機(jī) 械 2022 50 8 面形成的壓差力不足以推動(dòng)動(dòng)閥向下運(yùn)動(dòng)。在鉆井 過(guò)程通入鉆井液狀態(tài)下啟動(dòng)閥承壓端面上端受管 柱內(nèi)流體高壓 p1 作用,啟動(dòng)閥階梯承壓下端面分 別承受管柱內(nèi)流體低壓 p2 作用和 p3 作用以及管 柱外井眼環(huán)空低壓 p4 作用,如圖 2 所示。當(dāng)啟動(dòng) 閥在壓差力的作用下能夠運(yùn)動(dòng)至設(shè)定極限位置時(shí), 啟動(dòng)閥堵頭下端與動(dòng)閥側(cè)壁節(jié)流孔重合,使得節(jié)流 孔打開(kāi)高度達(dá)到最小值動(dòng)閥上下端面形成的壓差 力使動(dòng)閥沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng),周期性改變節(jié)流孔過(guò)流 面積,工具開(kāi)始工作

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基于水力振蕩器結(jié)構(gòu)和工作原理,選取某規(guī)格 水力振蕩器,通過(guò)算例計(jì)算研究動(dòng)閥運(yùn)動(dòng),分析波 動(dòng)壓力和工作頻率等關(guān)鍵參數(shù)的變化規(guī)律。計(jì)算參 數(shù)為: 鉆井液排量 15 L /s密度 1. 2 g /cm3 ; 啟動(dòng) 閥質(zhì)量 15 kg,啟動(dòng)閥階梯承壓面外徑分別為 10375 40 mm; 動(dòng)閥質(zhì)量 10 kg,承壓面內(nèi)徑 40 mm, 外徑 50 mm,動(dòng)閥復(fù)位彈簧剛度 20 kN/m初始預(yù) 壓縮量為 20 mm,動(dòng)閥上端 4 個(gè)節(jié)流孔寬度均為 10 mm,高度為 30 mm; 啟動(dòng)閥下行運(yùn)動(dòng)至設(shè)定位置 后節(jié)流孔高度為 4 mm。 4 1 個(gè)周期內(nèi)工具啟動(dòng)排量隨啟動(dòng)閥調(diào)節(jié) 彈簧剛度的變化曲線。

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 從圖 4 可以看出,工具的啟動(dòng)排量隨調(diào)節(jié)彈簧 剛度的增加而增大。選擇合適剛度的調(diào)節(jié)彈簧,過(guò)控制起下鉆過(guò)程中鉆井液排量使工具停止工作, 能夠有效保證工具用于純鉆進(jìn)時(shí)間,延長(zhǎng)使用 壽命。

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