堵孔圆板机构的压降分析与计算.pdf

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2015年第43卷第6期钻井技术与装备堵孑L圆板机构的压降分析与计算苏义脑林雅玲。滕鑫淼(1．中国石油集团钻井工程技术研究院2．中国石油勘探开发研究院)摘要：堵孔圆板机构在实际工程应用中经常可以用到，但如何计算该机构相关各处的压力值及压降，目前没有相关介绍。为此，分析了堵孔圆板机构的压降问题，重点解决了环形平板沿程压降问题和环形平板局部压降问题，利用积分中值等效法和积分精确求解法推导出了压降的计算公式，并辅以试验方法进行公式修正。研究结果对于堵孔圆板机构的设计与现场应用具有一定的指导意义。关键词：堵孔圆板机构；环形

2、平板；沿程压降；局部压降中图分类号：TE21文献标识码：Adoi：10．16082／j．cnki．issn．1001—4578．2015．06．006PressureDropAnalysisofthePlugging-holePlateMechanismSuYinaoLinYaling2TengXinmiao’(1．CNPCDrillingResearchInstitute；2．ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development，CNPC)Abstract：Althoughtheplugging-holeplatem

3、echanismisoftenusedinengineeringdesign，thereisnorelat-edintroductionabouthowtocalculatetherelatedpressureandpressuredropofthemechanism．Thepressuredropoftheplugging-holeplatemechanismisanalyzed．Thefocushasbeenputonaddressingthepressuredistributionandlocalpressuredropofannularplate．Thefor

4、mulaofpressuredropisderivedbyusingtheintegralmeanvaluee-quivalentmethodandexactsolutionmethod，andthenbeenmodifiedbytestingmethod．Thestudyresultscouldprovidecertainguidingsignificancefortheplugging—holeplatemechanismdesignandapplication．Keywords：theplugging—holeplatemechanism；annularplat

5、e；alongthepathpressuredrop；localpressuredrop各处的压力及压降的计算方法，对于机构应用于井0引言下提供了必要的理论基础。研究结果具有一定的理论意义和实用价值。在实际工具结构设计中经常会遇到圆形平板向下运动，靠近甚至封堵下方孔道的情况，这样的圆1堵孔圆板机构的压降问题形平板称为堵孔圆板。虽然堵孔圆板机构在很多工具结构中能够见到，但是如何计算堵孔圆板机构各堵孔圆板机构工作示意图如图1所示。流体经处的压力值及压降，却鲜有相关介绍，这使得堵孔堵孔圆板的边缘进入下方孔道，随着堵孔圆板的下圆板机构的应用受到限制。行，圆板与下方工件之间的间

6、隙变小，堵孑L圆板机受径向尺寸和控制方式等的限制，很多能够应构引起的压降增大。用在地面上的控制机构¨不能应用于井下。堵孔从流体进入堵孔圆板机构到流体流出工件孔圆板机构结构简单，径向尺寸小，控制灵活，适合道，其压力经历了2个阶段的变化。一是环形平板应用在井下的复杂环境中。研究堵孔圆板机构相关流阶段，流体从堵孔圆板母线下方进入，通过环形$基金项目：中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目“钻井新技术新方法研究”(2014A一4215)。2015年第43卷第6期苏义脑等：堵孔圆板机构的压降分析与计算一25一平板流在工件中心孔道上方交汇，其间压降为汇时流体碰撞，消耗流速的

7、动能变为热能所造成的△p；二是节流口阶段，流体流经工件孔道产生的能量损失。沿程压降△p。结合式(1)、式(2)可得堵孑L圆板机构环形平板流阶段的压降△p为：堵孔圆板／／，Ap1=P1一P2=+yh￡+yh局(3)fljI式中，为环形平板沿程压降，y局为环形平板Ppl厂／吣l局部压降。＼ff／，工件2环形平板沿程压降的分析-9计算式(3)中，即环形平板流的沿程压降图1堵孔圆板机构工作示意图△p，其中L=R—r，目前没有计算公式可以直接Fig．1Workingschematicdiagramofthe应用，现着重讨论。plugging-holeplate