磨料射流旋转驱动与切割机理研究

发布时间：2020-02-02 23:54

【摘要】：石油修井作业中的小直径管柱切割方法有爆炸切割、机械切割、射流切割,清洁、可靠、高效的射流切割技术具有推广价值。国内的小直径管柱射流切割工具尚不成熟,进行小井眼内管柱旋转、切割机理研究及切割工具设计,具有理论价值和工程意义。首先,假设磨料粒子为球形,建立单一粒子高速撞击管柱内壁的力学模型,推导出最大剪应力公式,进行了磨料射流切割机理研究;应用ANSYS力学分析软件对O型密封圈的旋转摩阻进行数值模拟研究,依据不同压力、不同密封圈组合的计算结果拟合出阻力矩公式,结合射流动力矩公式进行了旋转机理研究,为磨料射流切割工具的设计提供了理论依据。其次,进行了不同参数下的磨料射流实验研究,结果表明:磨料射流切割深度随着射流速度、磨料质量浓度、切割时间的增大而增大,随着靶距的增大而减小,随着磨料粒径的增大而先增大后减小,最优粒径为40-70目;塑性材料的硬度越高,抗冲蚀性能越强。设计了射流旋转工具,进行了射流旋转实验,为切割工具的工艺参数选择提供了参考。最后,以小直径管柱为切割对象,以射流反作用力作为动力源,设计出具有自旋转功能、控速功能及转速监测功能的双偏心磨料射流切割工具。经实验表明,工具自旋转性能良好,实现了低转速高射速平稳旋转的设计要求,为小直径管柱射流切割作业提供了可靠的技术支持。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE358.4

【参考文献】

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1 徐同江;基于ANSYS的O形密封圈的有限元分析[D];山东大学;2012年

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本文编号：2575820