投球式滑套球座冲蚀磨损及评价方法研究.pdf

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1、2016年7月润滑与密封Jul.2016第41卷第7期LUBRICATIONENGINEERINGVol.41No.7DOI:10.3969/j.issn.0254-0150.2016.07.021投球式滑套球座冲蚀磨损及评价方法研究$李强1董社霞1路振兴1蔡普利1吴明明2(1.中海油田服务股份有限公司天津300459;2.西南石油大学机电工程学院四川成都610500)摘要：流体携砂冲蚀球座易导致投球滑套密封失效，而投球滑套的密封性能是影响水平井裸眼分段压裂完井技术

2、的关键因数之一。为研究投球滑套密封的冲蚀磨损失效，

3、依据投球滑套的实际工况，基于流体力学、切削变形理论和^试验数据，建立一套适用于球座冲蚀磨损仿真分析规范及评价方法。基于上述规范及方法，利用流体软件实现锥度球

4、座的结构优化。结果表明，球座最大冲蚀磨损率主要分布于漏斗形锥面变径处；随着球座锥度的增加，最大及平均冲

5、I蚀磨损率也相应地增加，并呈现出二次函数的变化趋势。关键词：分段压裂；投球滑套；球座；冲蚀磨损；评价方法中图分类号：TE355.6;TH117.1文献标志码：A文章编号：0254-0150(2016)07-115-05ResearchonErosionWear

6、andEvaluationMethodsofSlidingSleeveTeeLIQiang1DONGShexia1LUZhenxing1CAIPuli1WUMingming2(1.ChinaOilfieldServicesCo.，Ltd.，Tianjin300459，China；2.CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichuan610500，China)Abstract：Sand-carri

7、erfluidmakesslidingsleeveteeerosionandleadstoslidingsleeveballsealfailure，andsealingperformanceoftheslidingballsleeveisoneofthekeyfactorswhichinfluencethewellcompletiontechniqueofhorizontalwellfracturingopenhole.Accordingtotheactualworkingconditionoftheslidingb

8、allsleeve，basedonfluidmechanics，thecuttingdeformationtheoryandthetestdata，asetofsuitablesimulationanalysisstandardandevaluationmethodforteeerosionwasestablishedtoresearcherosionfailureoftheslidingballsleeveseal.Basedontheabovestandardandmethod，fluidsoftwarewasu

9、sedtooptimizetaperteestructure.Theresultsshowthatmaximumerosionwearrateoftheteeismainlydistributedinthediameterchangeareaoffunnelcone.Withtheincreasingofteetaper，themaximumandaverageerosionwearratearealsoincreasedaccordingly，andpresentthechangingtendencyofthequ

10、adraticfunction.Keywords：stagedfracturing；slidingballsleeve；tee；erosionwear；evaluationmethod学、切削变形理论、球座试验，对球座冲蚀磨损现象进行相关研究。水平井裸眼完井分段压裂技术是近年兴起的幵采非常规油气田的新技术，可显著提高非常规油气藏的产能，分段压裂管柱主要由多个裸眼封隔器和投球式滑套组合而成，如图1所示，其中投球滑套的数量直接决定着分段压裂级数，其密封性能决定分段压裂的成败。球座是投球滑套整个工具的关键零件，大量研究表明

11、球座的冲蚀磨损是投球滑套密封失效的主要原因，表现在携砂液含有大量支撑剂，在高压、高流速、高温的冲击下，出现球座锥面冲蚀现象，造成密封处封堵不住高压流体，引起封隔段串通[1-5]。为了充分认识球座冲蚀磨损现象，本文作者基于流体力*基金项目：中海油服攻克项目（E-23137005).收稿日期：2015-09-27作者简介：李强（1988—），男，硕