周和平[1]2004年在《新型压裂、酸化泵机理研究及结构设计》文中提出随着压裂技术在高渗层防砂压裂、复合压裂、深穿透压裂以及大砂量多级压裂等方面取得突破，使得压裂设备的主机压裂、酸化泵的功能有了较大的扩展和改变，压裂工艺的迅速发展对压裂设备的性能提出了更高的要求。由于各种原因，国产压裂泵的设计和生产技术发展较慢，使得国产压裂泵因品种规格少，部分零部件可靠性不高、使用功能单一而不能满足现场生产需要，并成为制约压裂设备发展的主要因素。因此，研究压力高、排量大，工作可靠，多用途、输送介质多样化，高质量、高技术含量，能满足现代钻采工艺的新一代压裂、酸化泵，具有非常重要的现实意义和社会经济效益。针对目前国内压裂、酸化泵设计和生产中存在的突出问题，本文在往复泵已有研究成果的基础上，开展了压裂、酸化泵的基础研究，重点是泵的基础理论、工作机理、材料选用、结构设计等方面的工作。在此基础上，结合现代设计、分析软件，完成了泵的结构设计和关键零部件的力学分析。通过建立系统动力学模型，运用计算机仿真技术对新型压裂、酸化泵的工作行为进行了仿真计算。利用神经网络技术对所设计的泵进行了结构优化，为我国研制新型压裂、酸化泵提供了新的理论依据和方法。本论文的研究工作是中原油田特种车辆厂与西南石油学院合作的科研课题“新型压裂、酸化泵机理研究与结构设计”的主要内容。本论文主要开展了以下几方面的研究工作。 (1) 通过广泛查阅、检索国内外文献资料，深入调研、分析了现有压裂泵的性能和使用情况，全面系统地了解、掌握和分析了国内外压裂、酸化泵的技术发展动态和水平，找到了国内压裂、酸化泵存在的主要问题和发展方向。 (2) 通过开展压裂、酸化泵工作机理研究，对压裂泵的工作特性、运动规律和受力状况有了较为全面和系统的认识，为泵的结构设计提供了理论依据，对提高压裂泵的设计水平具有非常重要的意义。 (3) 通过对国内外先进压裂、酸化泵结构和性能进行比较和多个设计方案对比论证，根据现场生产需要提出了技术可行、结构先进的新型压裂、酸化泵设计方案和技术参数。 (4) 利用PRO／E，ANSYS等现代设计软件，采用计算机辅助设计(CAD)和有限元分析相结合的方法，设计出了新型压裂、酸化泵的零件和整体结构。在建立新型压裂、酸化泵实体模型的基础上，利用现代设计分析软件对主要零部件进行了有限元计算，并对其结构进行了优化设计。 (5) 通过对低温材料的研究，设计出了能输送液体CO_2及液氮等低温液体的液力端，完成了低温材料加工工艺研究和设计，完善了低温液力端零件的设计图纸，实现了新型压裂、酸化、低温泵输送低温介质和常温介质一体化的要求。 (6) 建立了新型压裂、酸化泵液力端流体模型和动力端动力学模型。在此基础上，从系统的观点出发建立了新型压裂、酸化泵的系统动力学模型。利用仿真技术，研究了在压裂泵运行过程中，液缸内压力变化、泵阀升程、柱塞、连杆在冲击载荷下的应力变化、曲轴力矩变化以及角速度的变化等规律，为下一步的结构优化打下了基础。摘要 (7)在仿真的基础上，采用神经网络技术，建立了新型压裂、酸化泵基本结构参数的神经网络优化模型，利用此模型实现了新型压裂、酸化泵的结构优化。 总之，通过本论文的研究工作，建立了比较完善的新型压裂、酸化泵设计理论和方法.将传统设计方法与计算机技术、软件技术相结合开展了新型压裂、酸化泵的开发和研究，大大提高了泵的设计效率，缩短了压裂、酸化泵的研发周期。同时，开发了具有自主知识产权的新型压裂、酸化泵产品，将压裂、酸化泵研究水平向前推进了一步。因此，本论文的研究工作不仅具有较高的理论水平，而且具有重要的应用价值。 关键词:压裂、酸化泵机理研究仿真分析结构优化
杜丙国[2]2013年在《修井卡钻液压解除理论分析与工艺技术研究》文中进行了进一步梳理油气田开发后期，套管损坏加剧和层间细分开采造成油水井修井卡钻现象十分普遍，卡钻的发生使井下作业时率下降，作业成本上升，单井占产时间延长，严重时易造成油水井报废。为了最大限度的减少卡钻造成的损失，通过对修井卡钻液压解除理论分析与工艺技术的研究，实现卡钻管柱的高效快速处理。本文研究取得以下主要成果：(1)通过对胜坨油田大量作业井解卡数据的统计分析，按照卡钻解除成功的时间阶段进行划分，确定修井管柱卡钻解除最佳措施变更窗口、技术弃止窗口，对液压卡钻解除工艺的选择和快速解除具有重要意义。(2)依据生产数据及作业现场数据分析等量化参数的设定与解释建立了卡钻解除方案设计方法，对不同的卡钻类型结合油藏特点、井况实际、井身结构、管柱结构等影响因素进行综合判断分析，对优选卡钻解除方案有指导作用。(3)在定向井卡钻管柱力学分析基础上，考虑卡钻管柱上提侧压产生的摩擦阻力及轴向力的动态影响，建立了定向井管柱力学分析模型，对定向井叁维轴向力的计算和不同工况下卡钻管柱卡点的计算提供了新的思路，与卡点理论公式和经验公式相比，提高了卡点深度的计算精度，为卡钻解除方案设计提供依据。(4)将液压原理与机械设计相结合，研发了液压卡钻解除工艺，包括液压增力解卡、倒扣、管内切割叁种卡钻处理工艺。液压增力卡钻解除工艺利用液压推动活塞的原理，设计了液压增力解除卡钻工艺管柱，将双级锚定、液压增力和套管打压推动解锚功能设计成一体，与常规解卡工艺相比，使有效功率能直接作用在卡点位置，提高了工艺可靠性和成功率。液压倒扣解除卡钻工艺以液压马达增扭的原理，设计了液压倒扣解除卡钻工艺管柱，将翻板锚定、退扣补偿和减速增扭等功能设计成一体，利用减速增扭装置将液力马达扭矩放大，实现了用右旋螺纹油管或钻杆进行井下左旋倒扣施工，满足了卡钻管柱便捷快速高效倒扣处理的现场需要。液压管内切割卡钻解除工艺利用小直径液压马达提供扭矩，将液压锚定、液压扶正及自动复位功能集成应用，实现了油管内切割，相比聚能切割和化学切割更环保、安全。液压卡钻解除的窗口设计及工艺现场应用表明，液压卡钻处理效果明显，操作简单，安全可靠，与传统解卡方式相比能大幅提高卡钻解除时效及成功率，减轻了作业工人的劳动强度，实现了安全环保施工，对提高油田油水井作业施工效率和经济效益有较大的现实意义和实用价值。
参考文献：
[1]. 新型压裂、酸化泵机理研究及结构设计[D]. 周和平. 西南石油学院. 2004
[2]. 修井卡钻液压解除理论分析与工艺技术研究[D]. 杜丙国. 中国石油大学（华东）. 2013