堵孔圓板機(jī)構(gòu)的壓降分析與計(jì)算.pdf

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1、石油機(jī)械CHINAPETROLEUMMACHINERY2015年第43卷第6期鉆井技術(shù)與裝備堵孑L圓板機(jī)構(gòu)的壓降分析與計(jì)算蘇義腦林雅玲。滕鑫淼(1．中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院2．中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院)摘要：堵孔圓板機(jī)構(gòu)在實(shí)際工程應(yīng)用中經(jīng)常可以用到，但如何計(jì)算該機(jī)構(gòu)相關(guān)各處的壓力值及壓降，目前沒(méi)有相關(guān)介紹。為此，分析了堵孔圓板機(jī)構(gòu)的壓降問(wèn)題，重點(diǎn)解決了環(huán)形平板沿程壓降問(wèn)題和環(huán)形平板局部壓降問(wèn)題，利用積分中值等效法和積分精確求解法推導(dǎo)出了壓降的計(jì)算公式，并輔以試驗(yàn)方法進(jìn)行公式修正。研究結(jié)果對(duì)于堵孔圓板機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：堵孔圓板機(jī)構(gòu)；環(huán)形

2、平板；沿程壓降；局部壓降中圖分類號(hào)：TE21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10．16082／j．cnki．issn．1001—4578．2015．06．006PressureDropAnalysisofthePlugging-holePlateMechanismSuYinaoLinYaling2TengXinmiao’(1．CNPCDrillingResearchInstitute；2．ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development，CNPC)Abstract：Althoughtheplugging-holeplatem

3、echanismisoftenusedinengineeringdesign，thereisnorelat-edintroductionabouthowtocalculatetherelatedpressureandpressuredropofthemechanism．Thepressuredropoftheplugging-holeplatemechanismisanalyzed．Thefocushasbeenputonaddressingthepressuredistributionandlocalpressuredropofannularplate．Thefor

4、mulaofpressuredropisderivedbyusingtheintegralmeanvaluee-quivalentmethodandexactsolutionmethod，andthenbeenmodifiedbytestingmethod．Thestudyresultscouldprovidecertainguidingsignificancefortheplugging—holeplatemechanismdesignandapplication．Keywords：theplugging—holeplatemechanism；annularplat

5、e；alongthepathpressuredrop；localpressuredrop各處的壓力及壓降的計(jì)算方法，對(duì)于機(jī)構(gòu)應(yīng)用于井0引言下提供了必要的理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。在實(shí)際工具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到圓形平板向下運(yùn)動(dòng)，靠近甚至封堵下方孔道的情況，這樣的圓1堵孔圓板機(jī)構(gòu)的壓降問(wèn)題形平板稱為堵孔圓板。雖然堵孔圓板機(jī)構(gòu)在很多工具結(jié)構(gòu)中能夠見到，但是如何計(jì)算堵孔圓板機(jī)構(gòu)各堵孔圓板機(jī)構(gòu)工作示意圖如圖1所示。流體經(jīng)處的壓力值及壓降，卻鮮有相關(guān)介紹，這使得堵孔堵孔圓板的邊緣進(jìn)入下方孔道，隨著堵孔圓板的下圓板機(jī)構(gòu)的應(yīng)用受到限制。行，圓板與下方工件之間的間

6、隙變小，堵孑L圓板機(jī)受徑向尺寸和控制方式等的限制，很多能夠應(yīng)構(gòu)引起的壓降增大。用在地面上的控制機(jī)構(gòu)¨不能應(yīng)用于井下。堵孔從流體進(jìn)入堵孔圓板機(jī)構(gòu)到流體流出工件孔圓板機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，控制靈活，適合道，其壓力經(jīng)歷了2個(gè)階段的變化。一是環(huán)形平板應(yīng)用在井下的復(fù)雜環(huán)境中。研究堵孔圓板機(jī)構(gòu)相關(guān)流階段，流體從堵孔圓板母線下方進(jìn)入，通過(guò)環(huán)形$基金項(xiàng)目：中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目“鉆井新技術(shù)新方法研究”(2014A一4215)。2015年第43卷第6期蘇義腦等：堵孔圓板機(jī)構(gòu)的壓降分析與計(jì)算一25一平板流在工件中心孔道上方交匯，其間壓降為匯時(shí)流體碰撞，消耗流速的

7、動(dòng)能變?yōu)闊崮芩斐傻摹鱬；二是節(jié)流口階段，流體流經(jīng)工件孔道產(chǎn)生的能量損失。沿程壓降△p。結(jié)合式(1)、式(2)可得堵孑L圓板機(jī)構(gòu)環(huán)形平板流階段的壓降△p為：堵孔圓板／／，Ap1=P1一P2=+yh￡+yh局(3)fljI式中，為環(huán)形平板沿程壓降，y局為環(huán)形平板Ppl廠／吣l局部壓降。＼ff／，工件2環(huán)形平板沿程壓降的分析-9計(jì)算式(3)中，即環(huán)形平板流的沿程壓降圖1堵孔圓板機(jī)構(gòu)工作示意圖△p，其中L=R—r，目前沒(méi)有計(jì)算公式可以直接Fig．1Workingschematicdiagramofthe應(yīng)用，現(xiàn)著重討論。plugging-holeplate