《（毕业设计论文）连续油管注入器设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（毕业设计论文）连续油管注入器设计（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、11 1/8in 连续油管注入器设计连续油管注入器设计摘摘 要：要： 连续油管注入器是用于将油管注入油井中的装置。本文设计的注入器中，注入器构架位于油井口旁，包括为了和油井轴线成一直线而在注入器上开的一个为了限制纵向导轨的纵向开口。夹紧装置在注入器构架上运作，它包括能在开口和闭口位置之间旋转的钳状构件，当夹紧装置进入纵向导轨时夹紧构件夹紧所处位置，以便将一定长度油管沿纵向轴注入油井中。纵向导轨的形状设计用来使夹紧装置上的负载减小。为防止链条在运行中摆动幅度过大，在两链轮间设计两副限制导轨，使链条运行平稳。 关键词：关键词：连续油管；注入器；平稳性；链条2The design of coiled
2、 tubing injector in 1 1/8inAbstract: A coiled tubing injector unit is used for injecting tubing into a well bore. The main frame of the injector is positioned adjacent the well bore and includes a longitudinal opening which defines a vertical run for the injector unit which is alignment with the wel
3、l bore vertical axis. Gripper block assemblies are carried on the injector frame and include plier-like halves which are pivotable between an open position and a closed, gripping position as the assemblies enter the vertical run so that the plier halves grip a selected length of tubing fed into the
4、main injector unit to inject the tubing into the well bore. The profile of the vertical run is designed to minimized loading on the gripper block assemblies. To avoid the range of bobbing of the chains, and to make the chain more tranquility, there are designed two confine vertical run between two s
5、procket wheel. Key words: coiled tubing; injector unit; tranquility; chain; I目目 录录1 绪 论11.1 连续油管作业技术的经济意义.11.2 连续油管作业技术的国内外研究现状.11.2.1 国外应用与研究现状11.2.2 国内应用与研究现状21.3 连续油管设备的组成.31.3.1 连续油管设备的基本部件31.3.2 注入头32 注入器结构分析设计52.1 注入器功能原理分析设计.52.2 注入器结构方案分析设计.52.3 油管失稳问题.62.4 连续油管注入器载荷分析.82.4.1 链条所受载荷分析82.4.2
6、油缸载荷分析103 设计计算113.1 链条设计计算与选择.113.2 链轮的设计.163.3 连续油管注入器载荷具体计算.173.4 油马达的选择.183.5 轴的设计与计算.193.5.1 轴的结构设计193.5.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度193.5.3 求轴上的载荷213.5.4 按弯扭合成应力校核轴的强度233.6 键的安全校核.243.7 轴承的寿命计算.253.8 油缸的设计.273.9 加持板强度校核.294 经济性分析305 结 论32参考文献33致 谢34II附 录35附录 A 轴的校核计算程序.35附录 B 轴承的校核程序 .36附录 C 键的校核程序 .
7、37附录 D 连续油管注入器总装配图.3911 绪 论1.1 连续油管作业技术的经济意义现代连续油管技术始于 20 世纪 60 年代初，进入 20 世纪 90 年代，连续油管作业技术与装备得到迅猛发展，特别是随着相关技术的研究和改进，其应用向纵横两方面扩展，越来越广泛，已经扩展到石油行业上游各个领域。除了常规管道集输、生产油管以及修井作业外，几乎涵盖了油气井完井、测井、增注、老井重钻、加深、侧钻以及小井眼、欠平衡、过平衡和水平井钻井等 20 多种作业项目，并显示出良好的发展前景。1连续油管作业技术与常规作业技术相比具有节约成本、作业起下快速、施工效率高等优点。在钻井工程中，连续油管钻井能够安全
8、地实现欠平衡压力钻井作业，有利于保护油气层，提高钻速，不需停泵接单根，可实现钻井液的连续循环，减少起下钻时间，缩短钻井周期，提高起下钻速度和作业的安全性，避免因接单根可能引起井喷和卡钻事故的发生。 该项钻井技术特别适用于小眼井钻井、老井侧钻等，可有效节约钻井成本。地面设备少，占地面积小，特别适合于条件受限制的地面或海上平台作业，能减少对周围环境的影响，降低井场建设和维护费用，设备移运安装快捷、方便、灵活。同时，需要的人员减少，比常规钻机平均少用 2 人。 因为钻管没有连接器，所以无需花时间去装配和拆卸连接器，也无需动用起重机安装三联管和四通，显然，因操作人员现场施工量减少，伤亡事故也相应减少。
9、随着国家和社会不断提高环保作业的要求，该项技术也逐渐受到各跨国石油公司的关注。实践表明，连续油管作业技术与装备是一项具有巨大潜力和生命力的实用性技术。目前，该项技术的应用日趋活跃，备受关注。1.2 连续油管作业技术的国内外研究现状1.2.1 国外应用与研究现状自 1962 年美国 California 石油公司和 Bowen 石油工具公司联合研制的第一台连续油管作业装置（Coiled Tubing Unit, CUT）投入石油工业应用至今，CT 技术和CTU 已经历了 40 多年的发展历程，其间，经历了初级发展阶段、发展“停滞”阶段、高速发展阶段和广泛应用阶段。特别是 20 世纪 90 年代初
10、，法国 Elf 公司利用CT 技术进行老井加深，美国 Oryx 公司利用 CT 技术进行欠平衡钻井的实验成功， 2极大地推动了连续油管钻井技术的发展。目前 CT 作业技术已广泛应用于钻井（小井眼井、定向井、侧钻水平井、欠平衡钻井等） 、完井、采油、修井和集输等作业的2各个领域，解决了许多常规作业技术和方式难以解决的问题，应用效果明显。连续油管设备的关键部件之一，注入头的研制国外已基本实现系列化。注入头提升能力从 20 世纪 7080 年代的 44.5178kN（1000040000 lbs）发展到今天最大为 889.6kN（200000 lbs）;不同型号的注入头通常通过更换连续油管夹持块来实
11、现，这种带有可替换嵌入件的注入头链轮可适合于不同口径尺寸的连续油管；特殊嵌入件使注入头可操作直径 193.6mm（7 5/8in）的接头式套管。美国 Stewart 付阳朝等译. 北京: 石油工业出版社, 2000. 114 朱小平, 高纪念, 张铜鋆. 连续油管注入器结构设计及载荷分析J. 钻采工艺, 1999, 22 (4): 38 425 濮良贵, 纪名刚主编. 机械设计 (第七版)M. 高等教育出版社. 2001.6 李联奎主编, 姜联考副主编. 钻采工艺 (第四版)M. 四川石油管理局钻采工艺技术研究所, 1999.7 周开勤主编. 机械零件手册 (第二版), 高等教育出版社, 19
12、93.8 赵振起主编. 机械制图手册 (第一版), 国防工业出版社, 1986.9 唐金松主编. 简明机械设计手册 (第二版), 上海科学技术出版社, 1989.10 苏开科译. 国外石油机械 (第 10 卷 第 1 期), 机械工业出版社, 1999.11 张展等译. 国外石油机械 (第 6 卷 第 3 期), 机械工业出版社, 1995.3412 甘永立主编. 几何量公差与测量M. 上海科学技术出版社, 2001.13 刘鸿文. 材料力学M. 高等教育出版社. 1991.14 刘延俊主编. 液压与气压传动 (第二版)M. 机械工业出版社, 2006. 12.致 谢经过半年的忙碌和工作，本次
13、毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的，在此表示我最衷心的感谢。首先，我要感谢我的导师朱小平老师。朱老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是朱老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩朱老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次要感谢我的同学对我无私的帮助，特别是在软件
14、的使用方面，正因为如此我才能顺利的完成设计，我要感谢我的母校西安石油大学，是母校给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！。 35附 录附录 A 轴的校核计算程序#include #include #include #define pi 3.1415main()FILE *fp;double Tzhou,Fzon,F2,Mca,M,a,T,d,b,t,B_1,Bca;double Tmax=163.66,D=608,B1,W;fp=fopen(“m3.doc“,“w“);printf(“n 轴的强度校核: “
15、);Tzhou=Tmax*D/2;printf(“n 轴上的最大扭矩为 (N.m): %.2f“,Tzhou);36Fzon=2*Tzhou/D;printf(“n 作用在链轮上的力为 (KN): “);printf(“%.2f“,Fzon);F2=Fzon/2;printf(“n 每条链轮上的力为 (KN): “);printf(“%.2f“,F2);printf(“n 由于 C 点为轴的危险截面，其弯矩为(N.m): “);M=9205.8;a=0.6;T=49751;Mca=sqrt(M*M+a*T*a*T);printf(“%.3f“,Mca);d=270;b=45;t=15;prin
16、tf(“n 按弯扭合成来校核轴的强度:“);W=pi*d*d*d/32-b*t*(d-t)*(d-t)/d;printf(“n 轴的抗弯截面系数为 (mm3): %.2f“,W);Bca=Mca*1000/W;printf(“nC 点受到的应力为(MPa): %.2f“,Bca);printf(“n 根据工程手册可知 45 号钢的许用应力 B_1=60MPa.“);B1=60;if(Bca：49752.64作用在链轮上的力为 ：163.66每条链轮上的力为 ：81.83由于 C 点为轴的危险截面，其弯矩为：31237.879按弯扭合成来校核轴的强度：37轴的抗弯截面系数为 ：1769754.52C 点受到的应力为：17.65根据工程手册可知 45 号钢的许用应力 B_1=60MPa.该轴强度安全，设计合理！附录 B 轴承的校核程序#include #include #i
