井下管道内机械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)

武汉理工大学
本科生毕业设计(论文)开题报告

1目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1课题的研究目的和意义

近几年来,由于国内石油开采器械和石油探测技术研究的不断突破,国内石油开采技术和设备不再依赖于国外进口。这些开采设备逐渐的国产化,使得石油的开采成本也开始大幅降低。一些先进的作业方式也开始被各大油田和公司所接受和重视,这也让石油的开采更为容易,油井的数量也和日俱增。然而经过几十年的开采,中国的石油开采早已进入中后期,很多油井都步入老龄。油井大修的工作量也逐步上升,并且出现管柱卡钻还有堵塞的油气井也在成上升趋势[1]。但是面对老油井需要不断修井而新油井的数量又不断增加的情况。我国大多数现场作业依然采用传统的解卡方法,先反复几次下放上提的方法看是否可以解卡,如果不能则需采用倒扣的方式,若还是无法解卡需采用将管柱在井下切断的方法解卡。但是可以看出传统的解卡方式作业的周期较长,也需要投入大量的人力和物力。这会导致油田的正常生产受到干扰,从而让油田或公司直接产生巨大的经济损失。因此如何提高油管切割设备在修井作业的效率成为了一个摆在眼前的巨大问题。

现阶段我国的油井大多数都在采用小口径管进行着抽油作业,但是现有油管切割工具和技术对小口径管的切割具有一定地局限性。

伴随着目前油管切割的技术发展,已经有很多方式可以选择。这些技术通过相似性主要分为三大类:化学切割、聚能切割、物理切割。

(1) 化学切割

现在化学切割的一般操作程序是先将引爆装置放入,然后再将固体推进液、BrF3和催化剂,这样一来就会产生的一种具有强腐蚀性的液体,最后通过化学物质向周边的扩展,腐蚀金属以达致切割管道的目的。化学切割在切割完成后留下的断口光滑有益与下一步的作业,但是这一方法也有着一个很大的缺陷就是化学药剂存在很强的毒性,这会对周边的环境造成污染,破坏当地的生态平衡,甚至无法修复[2]。

(2)聚能切割

聚能切割主要是利用了聚能效应。一般爆破装药的时候有一端就会出现空穴,而聚能效应正是利用这一空穴来对局部的破坏效果进行加强。这时使用金属罩放在空穴处,爆炸之后就会形成金属射流,这一高速的射流可以对油管进行有效的切割[3]。当然随着装药结构的不同,最终切割的形状可以各种不同,聚能切割器正是利用这一原理,来实现切割不同油管的目的。

(3)机械切割

机械切割的主要工具是机械式内割刀,在井下进行切割作业的时候将机械式内割刀下放致预定深度,然后通过一定的方法使工具上的刀片伸出,然后地面上进行管柱的旋转带动地下的机械式内隔刀旋转,从而达致油管切割的目的[4]。近几年来,我国在一直致力于油管切割器的研制,通过学习和研究国外的先进技术,目前已经取得了一定的突破。现在国内油田已经开始使用相应的机械切割产品进行油管的切割作业。然而当前的油管机械割装置仍然存在着一些问题,比如说不能在深井进行切割,一些工艺环节还处于待完善阶段,这都是机械切割目前遇致的难题。

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