修井用液压式油管解卡装置研制

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1、上海交通大学工程硬士专业学位论文(设计)摘要修井用液压式油管解卡装置研制摘要在油田修井作业中，能否顺利地将井下油管柱起上地面，是直接影响整个修井进度和作业费用的关键。本文在分析研究油管卡死机理和油管解卡方法的基础上，针对油井发生砂卡、蜡卡等事故时，采用小修作业机不能将油管柱从井下起出，无法继续进行修井作业的情况，研制了修井用液压式油管解卡装置。从而扩大了小修作业机的工作范围，降低了作业成本，提高了作业时效。本课题(设计)分析了工程背景及国内外现状。通过对油管卡死机理和油管解卡方法的分析研究，使油管卡阻机理和油管被卡事故处理方法系统化。对实现大力起拔油管柱方法和解卡装置的传动方案进行了分析研

2、究，确定了空心双出杆单液压缸结构和单出杆双液压缸结构两种设计方案，分析确定了两种方案的总体布局和主要结构，并对其主要零部件进行了设计计算。重点对单液压缸方案中的关键零件进行了强度计算，为保证卡瓦卡住油管而又不卡伤油管，对卡瓦的受力状态进行了分析，对其锥度和长度进行了详细的计算；在对上活塞杆卡瓦座进行受力分析、外载荷计算、单元格划分、建立力学模型、确定边界条件等基础上，用“ANSYS”软件进行了有限元分析，确定了卡瓦座的最大应变位置及最大变形量，计算出了最大应力值。经核算，满足强度和刚度要求。采用对比分析的方法对液压系统方案进行了设计和可靠性分析。同时对液压元件进行了选择，对液压系统进行了验

3、算。编写了该装置的使用说明书。本课题(设计)突出解决的其他技术问题：采用空心双出杆单液压缸结构，避免了多缸同步问题；整个解卡系统由推力调心轴承支承，工作中可使油管柱小幅度转动和振动并能自动微调油管和卡瓦的同心度；不设置专门的导向装置就能保证活塞杆的导向精度；采用预紧弹簧自动卡瓦机构，避免了多个夹紧油缸造成的结构复杂问题。关键词：修井作业，油管卡阻，液压系统，解卡装置IHEDESIGNOFHYDRAULlC"rUBINGSTUCKFREEINGSYSTEMFORWORI(OMER／～BSTRACTItisthekeytopullthedownlaoletubingsuccessfullyto

4、thesurfaceduringworkoverjobintheoilfield,wlaielamaydirectlyaffectfilespeextandcostoftheworkoverprocess．TheHydraulicrut,啦StuckFreeingSystemusedinworkoverengineeringh丛beendesignedanddevelopedOnthebasisofstudyingthetubingstuckmechanismandtubingstuckfreeingmethods．Thesystemisdealingwiththeaccidentsofs

5、andstuckandWaXpluggiⅡginwlaielathe劬ingpulingservicewiththeworkoverrigfailstoperform．TheapplicationofthesysteminworkoverprocessmayextendtheserviceSeOl∞oftheworkoverriginhigheffMeneyandlowcost．ThetlIbingstuckmechanismandtubingstuckfreeingmethodshavebeensystematizedbykCUl恤erstudyingandanalyzinginrefe

6、rencetothepresentreseardaandstlldyathomeandabroad．Themethodsoftubingpullingwithlargeforcesandtheplansoftransmissionofthestuckfreeingsystemhavebeenstudiedandanalyzed．Twodesignplanshavebeenputforward,whicharesinglecylinderwithdoublehollowpistonrodsanddoublecylinderswithsinglepistonrod．Furthermore,th

7、eoverallarrangementandmainstructuresoftheplanshavebeendetermined．Andthedesigncaleulatiomforthemaincomponentshavebeenperformedaswell．TheimportancehasbeenattachedtOthecaleulatiomofthesll'engtlaofthekeypartsoftlaesi