连续油管作业井下管道内水力切割工具设计开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1研究目的与意义

石油能源是关系到国家经济安全的重要战略物资,石油储备能力的大小关系到国家经济持续发展的能力。石油能源的开采则必须要钻井,在钻井作业过程中,难免会发生井下事故,必然会对勘探和开发造成影响。

井下事故中最经常发生的就是卡钻事故,国内大多使用传统解卡方式,直接上提或者活动上提油管,如若不行,则会采取倒扣方式解卡,依旧不行的话最终会选择切段油管提出井外来解卡[1]。这一方式会让修井过程变得漫长,会严重影响油田的生产作业,造成较大亏损,所以,一套高效的油管切割设备是至关重要的。管道切割分为管外切割和管内切割,对于石油开采来说,油管外空间狭小,不易安放切割设备,宜使用管内切割的方式。管内切割主要有机械切割法、化学切割法、高压射流切割法。其中机械切割法不适用于大倾斜度油井作业;化学切割法需要使用化学剂,对环境影响较大,容易造成不可预知的影响;而高压射流切割法主要以水作为工作介质,通过液压泵和特定形状喷嘴产生高压水射流,在其中加入磨料增大其切削力,从而达到切割目的,这种方法对环境无污染,切割过程处于低温状态,比较安全,其切割质量很好。目前国内外多采用此种切割方式。然而目前国内外的管内切割装置较大,最小的在直径70mm,对小油管切割有局限性。研究表明小直径油管在抗压能力上有着优势,用其钻井更加容易,而且能节约成本,目前小直径油管的应用越来越广泛。因此对于小直径油管内切割设备的研究很有必要[2,3]

本文旨在对小直径油管内切割设备的研究与设计,即利用连续油管将高压射流装置送入井内切割位置,利用泵装置和特定形状的喷嘴产生高压射流,实现切割。由于连续油管是挠性管,适用于大斜度井和水平井,所以其适用范围非常广阔,这对解决井下卡钻事故有着重要深远的意义。

2国内外现状

井下油管切割作业最先在国外产生,到目前为止,国外的井下油管切割技术较为成熟,能适应不同种类的油管,已经成了一个体系。其中按照切割方式可分为:机械切割方式[4]、射流切割方式[5,6,7]、化学药剂切割方式[8]、聚能切割方式[9]、金刚石线性切割方式等。

一、机械切割方式

机械切割方式主要有两种,一种是机械式内切割,一种是机械式外切割。

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