煤層氣徑向噴射轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)及高壓管優(yōu)選.pdf

1、當(dāng)前煤層氣面臨單井產(chǎn)量低、遞減速度快及開發(fā)成本高等難題,徑向噴射鉆井技術(shù)為低壓、低滲的煤層氣提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的開采途徑。但目前該技術(shù)由于高壓管受到的滑道阻力大,徑向水平段延伸能力有限,導(dǎo)致達(dá)不到設(shè)計(jì)深度、增產(chǎn)效果差,甚至水平鉆進(jìn)失敗。為了增強(qiáng)高壓管的彎曲轉(zhuǎn)向和水平延伸能力,開展了轉(zhuǎn)向器軌道參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、高壓管優(yōu)選以及轉(zhuǎn)向器的初步設(shè)計(jì)。
　　 根據(jù)轉(zhuǎn)向軌道參數(shù)對滑道阻力的影響規(guī)律,對軌道參數(shù)進(jìn)行了初步優(yōu)選;建立了高壓無縫鋼管的

2、評價(jià)模型及高壓軟管的優(yōu)選原則,對高壓管的幾何參數(shù)和材料參數(shù)進(jìn)行了初選。通過有限元軟件ANSYS對無縫鋼管的彎曲轉(zhuǎn)向進(jìn)行了數(shù)值模擬,結(jié)果表明:φ10×1mm的無縫鋼管在通過雙向彎曲轉(zhuǎn)向軌道以及單向彎曲軌道后的矯直效果都可以滿足工程的實(shí)際要求;單向彎曲轉(zhuǎn)向軌道的滑道阻力在850N左右,比雙向彎曲軌道小;其外徑和內(nèi)徑尺寸在主軸方向上增加,副軸方向上減小;壁厚在主軸和副軸兩個(gè)方向上都減小,但內(nèi)、外徑的尺寸和壁厚的變化量都在1mm以內(nèi)。同時(shí),根據(jù)

3、雙向彎曲軌道和單向彎曲軌道對無縫鋼管的矯直效果進(jìn)一步優(yōu)化了軌道參數(shù)。根據(jù)單層板串并聯(lián)模型和多層板的三維彈性理論,在計(jì)算鋼絲纏繞增強(qiáng)復(fù)合層和高壓軟管整體各向彈性常數(shù)的基礎(chǔ)上,給出了計(jì)算高壓軟管各層應(yīng)力分布及應(yīng)變規(guī)律的理論方法,并據(jù)此模擬了高壓軟管在內(nèi)壓和軸向力聯(lián)合作用下的受力及變形。
　　 為了避免無縫鋼管的轉(zhuǎn)向困難以及送進(jìn)易發(fā)生屈曲失穩(wěn)的問題,結(jié)合數(shù)值模擬的研究結(jié)果,設(shè)計(jì)了一種短距離自推式轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)。該轉(zhuǎn)向器可以對無縫鋼管在轉(zhuǎn)向