气体钻井连续循环短节旁通阀的设计与分析

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1、第36卷第6期石油钻采工艺Vol.36No.62014年11月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYNov.2014文章编号:1000–7393(2014)06–0101–04doi:10.13639/j.odpt.2014.06.025气体钻井连续循环短节旁通阀的设计与分析111112夏成宇 孙巧雷 于章丽 冯 定 涂忆柳 王旭东(1.长江大学机械工程学院,湖北荆州 434023;2.中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院,四川德阳 618000)引用格式:夏成宇,孙巧雷,于章丽

2、,等.气体钻井连续循环短节旁通阀的设计与分析[J].石油钻采工艺,2014,36(6):101-104.摘要:气体钻井连续循环短节能有效解决井底压力不易控制、地层孔隙压力与破裂压力之间的操作压力窗口窄小、井眼鼓胀效应严重以及油气意外入侵等难题。设计了一种气体钻井连续循环短节,对其核心组件旁通阀在两种工况下受力状态进行了分析:关闭和打开两种工况下循环介质均会对阀体局部产生冲击力,易造成阀体局部强度破坏,且旁通阀关闭时,容易出现循环介质泄漏的情况。利用ANSYS有限元分析软件模拟了旁通阀处于关闭和打开两种工况下阀

3、体的力学行为,对阀体危险截面进行分析。结果表明,该阀体结构满足各种工况下的强度条件,且旁通阀处于关闭状态时对密封性能有严格要求。研究同时完成了旁通阀密封副的密封设计分析。关键词:气体钻井;连续循环短节;旁通阀;密封中图分类号:TE927   文献标识码:BNalysisandresearchonthebypassvalveofcontinuouscirculationsubforgasdrilling111112XIAChengyu,SUNQiaolei,YUZhangli,FENGDing,TUYiliu,

4、WANGXudong(1.CollegeofMechanicalEngineering,YangtzeUniversity,Jingzhou434023,China;2.DrillingEngineeringResearchInstitute,SouthwestPetroleumEngineeringCo.Ltd.,SINOPEC,Deyang618000,China)Abstract:Thecontinuouscirculationsubforgasdrillingcaneffectivelyaddress

5、problemssuchasholebottompressurebeinghardtocontrol,theoperationpressurewindowbetweenformationporepressureandbreakpressurebeingsmall,severewellboreballooningeffectandaccidentinfluxofoilorgas.Abypassvalveforcontinuouscirculationsubisdesignedinthesideholeofthe

6、subbody.Nomat-teritisopenorclosed,thecirculatingmediawillproduceimpactforceonit,whichmaydamageitsstrength,andthecirculationmediummayleakoutwhenitisclosed.TheANSYSsoftwarewasusedtosimulatethemechanicalbehaviorofthevalveunderbothclosedandopenconditions,andfur

7、thermoreanalyzedthedangeroussectionofthevalvebody.Theresultshowsthatthisvalveconstructionsatisfiesthestrengthdemandsundervariousworkingenvironmentsandthebypassvalveneedstobesecurelysealedwhenclosed.Theresearchalsocompletedthedesignandanalysisofthesealingpai

8、rforthebypassvalve.Keywords:gasdrilling;continuouscirculatingsub;bypassvalve;sealing[2]与常规钻井液钻井相比,气体钻井技术具有机空及井底压力的平衡,引起井壁失稳、坍塌及井涌。械钻速快、利于井斜控制、防止循环漏失、不伤害地目前国内外连续循环钻井技术的实现方式主[1]层等优点。但是在常规气体钻井过程中,钻杆上要有两种:

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