教學泥漿傷害儀的設計

1、泥漿損害儀的設計泥漿損害儀的設計 本儀器主要是為了保護油層,防止損害油層的一項勘探開發(fā)過程,是實現(xiàn)”少投資,多產出”的以經濟效益為中心的戰(zhàn)略目標的一項綜合配套技術,地層損害的內因在于油氣層本身的性質.如巖性,物性和地層水特性(水型,礦化度,ph值),而地層損害外因在于進入油層的外來流體的不配合性或者不相容性,因此評價所有入井流體配伍性是實施油層保護技術的基礎工作,而且完成該項目最直接的可靠的和最現(xiàn)實的方法是應用現(xiàn)代巖心實驗技術進行油層巖心流動實驗.n顯而易見,控制井眼不穩(wěn)定和地層損害問題的關鍵是設計一種合適的鉆井液,它能在井壁上形成一個致密的低滲透性泥餅以使進入地層的濾液降到最小。n此研究的目

2、的是用實驗方法研究在低滲透性氣層中不同鉆井泥漿體系的泥餅特性,以便形成一個標準,使鉆井工業(yè)能夠選擇合適的泥漿體系用于這類氣層。n該損害儀的零部件由11個部分組成,計算采取分開計算,并對各個部分進行強度較核,來達到使用經濟效果。 巖性,物性, 地層水特性n本課題主要目的是加深對機械結構設計和尺寸設計方面的了解，并用于生產實際中得出。n在這之前研究過泥漿對巖石損害僅限于一般了解，一直都沒確切的儀器來進行研究和實驗，詳細檢測損害程度和造成結果。n其中文獻主要來源是導師推薦和自己到圖書館查閱機械設計方面書籍來進行計算和理論研究的。 n目前巖心在環(huán)壓下夾持在筒中，然后泥漿以一定流速經過巖心一端，在經過時

3、候會對巖心產生一定損害，本儀器是通過此方法，來通過模擬專井中在一定深度下會對巖心損害程度以及會對石油產生什么樣的影響，基本是先通過導師給的數(shù)據(jù)來計算各個部分的尺寸，以及要達到的要求。.在開始實驗時，檢查零件各個部分是否接觸良好。.取實驗樣品，打開儀器左端的調節(jié)螺母將巖心放入夾持器中，在旋緊螺母，固定好巖心。.在通過外界加一個環(huán)壓來加緊巖心，達到實驗指定環(huán)壓，不讓其在套筒內錯位。.打開泥漿泵，通過筒的上端灌入有一定速度的泥漿流，來沖刷巖心一端。.關閉泥漿泵，解除環(huán)壓，取出巖心并來測試巖心損害。n整個實驗過程如上 n儀器在加入巖心時候是否適合，有空隙否，在加入橡膠套，加入一定環(huán)壓是否會損害橡膠套，

4、是否會有油通過橡膠與筒壁接觸處漏出，在加入一定泥漿流會對儀器有什么傷害，這些問題都是實驗關鍵，也是在設計中要解決的問題，在下面計算中會逐個解決。14n目前，在一系列的主要技術上，巖心夾持器從jhr-iv型產品，工作壓力一般為3260mpa，使用溫度為80，使用的介質為油、中強酸、堿、鹽等中，iiiv型等巖心進口端帶測壓空，適合巖心規(guī)格見下表所示：n一般常規(guī)標準巖心的直徑為25mm. 30mm .38mm，長度在100mm以內，n n根據(jù)導師提供數(shù)據(jù)n1.巖心直徑為25 mm;n2.實驗巖心的最大長度為86mm,實驗的最小長度為54mm;n3.工作壓力為8mpa.n由于實驗過程中會接觸到酸、堿，

5、鹽、油等介質，通過查機械設計手冊（gb122075），得出在直接接觸部分包括其他零件都用1cr18ni9ti,該材料用途是作焊芯，抗磁儀表，醫(yī)療器械，設備襯里等，有較好的耐腐蝕性。nn按照常規(guī)的鉆井深度一般為40005000m左右，按每100m地溫升高3計算，橡膠筒的抗溫強度設計為120150，如果地溫超過150，特別是在做蒸汽驅實驗時，就需要選用特種材料壓制膠筒。根據(jù)此要求：橡膠筒必須耐高溫（達150），耐高壓（達60mpa）,耐酸、堿、鹽及各種油類等優(yōu)良性能，長期使用不易損壞，所以查相關橡膠設計手冊，符合條件橡膠是：丁晴橡膠 n有導師給的已知數(shù)據(jù)：實驗巖心直徑為25mm,根據(jù)查資料和對比以

6、前設計經驗可得，橡膠筒內徑取26.7mm，在有=26.7-25=1.7mm空間間隙中，有利于實驗巖心進出的方便和巖心進入橡膠筒后夾持。n因為橡膠筒須承受給出的8mpa的工作壓力，因此根據(jù)橡膠材料選擇手冊可查到，丁晴橡膠的厚度取=5.1mm符合條件。n所以，由此推出橡膠筒的外徑得=26.7+5.1x2=36.9mm.n則橡膠筒的外徑為36.7mm. n巖心為最大長度86mm時，調節(jié)右螺母進入橡膠套9mm,則右螺母進入橡膠套9mm.n此巖心為實驗的最長長度，因此也就確定了此橡膠筒的最長長度,根據(jù)已確定的設計數(shù)據(jù)，帶入數(shù)據(jù)我們可得：n l=86+9+9=104mmn考慮到橡膠筒在設計中夾持巖心同時，

7、也有一部分在右頂緊螺母中有一定長度來對其充入油體進行密封，則實際長度應該大于104mm，對于其取多長，在后面的密封設計中會提到。16n則橡膠筒的圖如下 n通過以上對巖心夾持器各個部件的設計，現(xiàn)在我們可知巖心夾持器的總體示意圖如下：n作為我們將畢業(yè)的最后一次設計，充分的考察了我們大學四年學習情況，也提高了我對所學習的課程如機械設計，機械原理，理論力學，互換性與技術測量等了解。由于缺乏一定經驗，很多設計中不足也體現(xiàn)出來了，更加增加在參加社會工作后應該好好掌握實際經驗來彌補不足。n在這次設計中，我的課題是泥漿損害儀的設計，充分體現(xiàn)出機械核心內容，也加深了我對一些石油鉆井方面的認識，是我對其有了很深了

8、解，讓我對他有了獨特的認識。在導師幫助下，由給定數(shù)據(jù)，來計算出損害儀的各個部分的尺寸。利用了我們所學習的知識關于理論力學和強度較核。n通過這次畢業(yè)設計，我對設計儀器的一些最基本的步驟和過程有了一個很好的了解，還掌握了一些最基本的技巧和方法，還學會如何利用手冊去查自己想要設計的東西，這對我今后的工作有關系,而侵入量又與巖石物性是一次極好的實習。在設計過程中，我用到了很多以前學過的東西，將以前分門別類學到的課程結合到一起使用，促使我對四年學習的知識進行了一次較為系統(tǒng)的整理和復習，同時對以前所學的理論知識有了進一步的了解。這次設計中，我不斷遇到一些問題，經常到圖書館查資料，遇到較大困難時，通過自己不

9、懈努力和導師的引導，圓滿完成了任務。n1沈平平等油層物理實驗技術.石油工業(yè)出版社,1995；n2趙仕俊等智能化巖心流動實驗儀.石油儀器,1992；n3左光遠等泥漿水力學.石油儀器,1997,11；n4黃向東等-多功能巖心驅替系統(tǒng)設計.石油儀器,1998,12；n5嚴恕蓀等三軸壓縮下氣體在巖石中的滲透率測定.天然氣工業(yè),2000；n6遲善武等石油巖心分析儀器設備分類.-6232-1996,石油工業(yè)出版社,1996；n7趙仕俊等用非穩(wěn)態(tài)方法測試巖心滲透率的研究.石油科技進展,石油大學出版社,1995；n8趙仕俊基于線性擬合方法測量巖心孔隙度的研究.石油儀器,1997,11；n9邵東亮等新智能型自動

10、孔隙度儀設計.石油儀器,1999,13；n10李玉彬等利用計算機層析()確定巖心的基本物理參數(shù).石油勘探開發(fā)；n11吳仲誠等傳感器的發(fā)展方向網(wǎng)絡化智能傳感器.電子應用技術,2001；n12王紅茹虛擬儀器:儀器發(fā)展的新時代.儀器儀表,1998；n13成大先主編，機械設計手冊，化工出版社；n14顧永泉編著，流體動密封（上），中國石化出版社；n15顧永泉編著，流體動密封（下），中國石化出版社；n16蘇。b。h達赫諾夫，確定巖石儲集性質及含油氣飽和度的地球物理方法，石油工業(yè)出版社；n17美。h。b布雷德利，石油工業(yè)手冊，石油工業(yè)出版社；nn18李琪遍著，普通巖心分析技術，石油工業(yè)出版社；n19段勇編譯

11、，特殊巖心分析，石油工業(yè)出版社；n20吳用近、林美櫻遍著，auto cad 2002，人民郵電出版社；n21俄。奧爾洛夫、卡爾波夫、塔波爾科夫編，油氣儲集層的巖石物理研究，石油工業(yè)出版社；n22美。安德森著，取芯和巖芯分析手冊，石油工業(yè)出版社；n23趙仕俊cms200/300 自動巖芯測量系統(tǒng)分析，石油大學儀表廠；n24邵東亮、王建強、向軍徑向多層巖心夾持器設計，石油大學儀器場；n25高旺來常規(guī)巖心夾持器在低滲儲層滲流特征曲線實驗中的局限性，石油大學石油工程系；n26余維初、胡三清、趙修太、張依華jhr新型巖心夾持器系列的研制與應用，江漢石油學院應化系；n27李曉東我國巖心分析儀器的發(fā)展與展望，石油大學石儀科技發(fā)展公司。n在本次畢業(yè)設計過程中，我非常有幸地得