教學(xué)泥漿傷害儀的設(shè)計(jì)

1、泥漿損害儀的設(shè)計(jì)泥漿損害儀的設(shè)計(jì) 本儀器主要是為了保護(hù)油層,防止損害油層的一項(xiàng)勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程,是實(shí)現(xiàn)”少投資,多產(chǎn)出”的以經(jīng)濟(jì)效益為中心的戰(zhàn)略目標(biāo)的一項(xiàng)綜合配套技術(shù),地層損害的內(nèi)因在于油氣層本身的性質(zhì).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(jìn)入油層的外來(lái)流體的不配合性或者不相容性,因此評(píng)價(jià)所有入井流體配伍性是實(shí)施油層保護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)工作,而且完成該項(xiàng)目最直接的可靠的和最現(xiàn)實(shí)的方法是應(yīng)用現(xiàn)代巖心實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行油層巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn).n顯而易見(jiàn),控制井眼不穩(wěn)定和地層損害問(wèn)題的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一種合適的鉆井液,它能在井壁上形成一個(gè)致密的低滲透性泥餅以使進(jìn)入地層的濾液降到最小。n此研究的目

2、的是用實(shí)驗(yàn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn),使鉆井工業(yè)能夠選擇合適的泥漿體系用于這類(lèi)氣層。n該損害儀的零部件由11個(gè)部分組成,計(jì)算采取分開(kāi)計(jì)算,并對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行強(qiáng)度較核,來(lái)達(dá)到使用經(jīng)濟(jì)效果。 巖性,物性, 地層水特性n本課題主要目的是加深對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸設(shè)計(jì)方面的了解，并用于生產(chǎn)實(shí)際中得出。n在這之前研究過(guò)泥漿對(duì)巖石損害僅限于一般了解，一直都沒(méi)確切的儀器來(lái)進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)檢測(cè)損害程度和造成結(jié)果。n其中文獻(xiàn)主要來(lái)源是導(dǎo)師推薦和自己到圖書(shū)館查閱機(jī)械設(shè)計(jì)方面書(shū)籍來(lái)進(jìn)行計(jì)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(jīng)過(guò)巖心一端，在經(jīng)過(guò)時(shí)

3、候會(huì)對(duì)巖心產(chǎn)生一定損害，本儀器是通過(guò)此方法，來(lái)通過(guò)模擬專(zhuān)井中在一定深度下會(huì)對(duì)巖心損害程度以及會(huì)對(duì)石油產(chǎn)生什么樣的影響，基本是先通過(guò)導(dǎo)師給的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算各個(gè)部分的尺寸，以及要達(dá)到的要求。.在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，檢查零件各個(gè)部分是否接觸良好。.取實(shí)驗(yàn)樣品，打開(kāi)儀器左端的調(diào)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(guò)外界加一個(gè)環(huán)壓來(lái)加緊巖心，達(dá)到實(shí)驗(yàn)指定環(huán)壓，不讓其在套筒內(nèi)錯(cuò)位。.打開(kāi)泥漿泵，通過(guò)筒的上端灌入有一定速度的泥漿流，來(lái)沖刷巖心一端。.關(guān)閉泥漿泵，解除環(huán)壓，取出巖心并來(lái)測(cè)試巖心損害。n整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如上 n儀器在加入巖心時(shí)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(huì)損害橡膠套，

4、是否會(huì)有油通過(guò)橡膠與筒壁接觸處漏出，在加入一定泥漿流會(huì)對(duì)儀器有什么傷害，這些問(wèn)題都是實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵，也是在設(shè)計(jì)中要解決的問(wèn)題，在下面計(jì)算中會(huì)逐個(gè)解決。14n目前，在一系列的主要技術(shù)上，巖心夾持器從jhr-iv型產(chǎn)品，工作壓力一般為3260mpa，使用溫度為80，使用的介質(zhì)為油、中強(qiáng)酸、堿、鹽等中，iiiv型等巖心進(jìn)口端帶測(cè)壓空，適合巖心規(guī)格見(jiàn)下表所示：n一般常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)巖心的直徑為25mm. 30mm .38mm，長(zhǎng)度在100mm以內(nèi)，n n根據(jù)導(dǎo)師提供數(shù)據(jù)n1.巖心直徑為25 mm;n2.實(shí)驗(yàn)巖心的最大長(zhǎng)度為86mm,實(shí)驗(yàn)的最小長(zhǎng)度為54mm;n3.工作壓力為8mpa.n由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)接觸到酸、堿，

5、鹽、油等介質(zhì)，通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（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(shè)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(jì)算，橡膠筒的抗溫強(qiáng)度設(shè)計(jì)為120150，如果地溫超過(guò)150，特別是在做蒸汽驅(qū)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(dá)150），耐高壓（達(dá)60mpa）,耐酸、堿、鹽及各種油類(lèi)等優(yōu)良性能，長(zhǎng)期使用不易損壞，所以查相關(guān)橡膠設(shè)計(jì)手冊(cè)，符合條件橡膠是：丁晴橡膠 n有導(dǎo)師給的已知數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)巖心直徑為25mm,根據(jù)查資料和對(duì)比以

6、前設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可得，橡膠筒內(nèi)徑取26.7mm，在有=26.7-25=1.7mm空間間隙中，有利于實(shí)驗(yàn)巖心進(jìn)出的方便和巖心進(jìn)入橡膠筒后夾持。n因?yàn)橄鹉z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(cè)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(zhǎng)度86mm時(shí)，調(diào)節(jié)右螺母進(jìn)入橡膠套9mm,則右螺母進(jìn)入橡膠套9mm.n此巖心為實(shí)驗(yàn)的最長(zhǎng)長(zhǎng)度，因此也就確定了此橡膠筒的最長(zhǎng)長(zhǎng)度,根據(jù)已確定的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中夾持巖心同時(shí)，

7、也有一部分在右頂緊螺母中有一定長(zhǎng)度來(lái)對(duì)其充入油體進(jìn)行密封，則實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)該大于104mm，對(duì)于其取多長(zhǎng)，在后面的密封設(shè)計(jì)中會(huì)提到。16n則橡膠筒的圖如下 n通過(guò)以上對(duì)巖心夾持器各個(gè)部件的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)，充分的考察了我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)情況，也提高了我對(duì)所學(xué)習(xí)的課程如機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理，理論力學(xué)，互換性與技術(shù)測(cè)量等了解。由于缺乏一定經(jīng)驗(yàn)，很多設(shè)計(jì)中不足也體現(xiàn)出來(lái)了，更加增加在參加社會(huì)工作后應(yīng)該好好掌握實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)彌補(bǔ)不足。n在這次設(shè)計(jì)中，我的課題是泥漿損害儀的設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)出機(jī)械核心內(nèi)容，也加深了我對(duì)一些石油鉆井方面的認(rèn)識(shí)，是我對(duì)其有了很深了

8、解，讓我對(duì)他有了獨(dú)特的認(rèn)識(shí)。在導(dǎo)師幫助下，由給定數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算出損害儀的各個(gè)部分的尺寸。利用了我們所學(xué)習(xí)的知識(shí)關(guān)于理論力學(xué)和強(qiáng)度較核。n通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)設(shè)計(jì)儀器的一些最基本的步驟和過(guò)程有了一個(gè)很好的了解，還掌握了一些最基本的技巧和方法，還學(xué)會(huì)如何利用手冊(cè)去查自己想要設(shè)計(jì)的東西，這對(duì)我今后的工作有關(guān)系,而侵入量又與巖石物性是一次極好的實(shí)習(xí)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我用到了很多以前學(xué)過(guò)的東西，將以前分門(mén)別類(lèi)學(xué)到的課程結(jié)合到一起使用，促使我對(duì)四年學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了一次較為系統(tǒng)的整理和復(fù)習(xí)，同時(shí)對(duì)以前所學(xué)的理論知識(shí)有了進(jìn)一步的了解。這次設(shè)計(jì)中，我不斷遇到一些問(wèn)題，經(jīng)常到圖書(shū)館查資料，遇到較大困難時(shí)，通過(guò)自己不

9、懈努力和導(dǎo)師的引導(dǎo)，圓滿完成了任務(wù)。n1沈平平等油層物理實(shí)驗(yàn)技術(shù).石油工業(yè)出版社,1995；n2趙仕俊等智能化巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀.石油儀器,1992；n3左光遠(yuǎn)等泥漿水力學(xué).石油儀器,1997,11；n4黃向東等-多功能巖心驅(qū)替系統(tǒng)設(shè)計(jì).石油儀器,1998,12；n5嚴(yán)恕蓀等三軸壓縮下氣體在巖石中的滲透率測(cè)定.天然氣工業(yè),2000；n6遲善武等石油巖心分析儀器設(shè)備分類(lèi).-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(cè)試巖心滲透率的研究.石油科技進(jìn)展,石油大學(xué)出版社,1995；n8趙仕俊基于線性擬合方法測(cè)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(dòng)

10、孔隙度儀設(shè)計(jì).石油儀器,1999,13；n10李玉彬等利用計(jì)算機(jī)層析()確定巖心的基本物理參數(shù).石油勘探開(kāi)發(fā)；n11吳仲誠(chéng)等傳感器的發(fā)展方向網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器.電子應(yīng)用技術(shù),2001；n12王紅茹虛擬儀器:儀器發(fā)展的新時(shí)代.儀器儀表,1998；n13成大先主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，化工出版社；n14顧永泉編著，流體動(dòng)密封（上），中國(guó)石化出版社；n15顧永泉編著，流體動(dòng)密封（下），中國(guó)石化出版社；n16蘇。b。h達(dá)赫諾夫，確定巖石儲(chǔ)集性質(zhì)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(cè)，石油工業(yè)出版社；nn18李琪遍著，普通巖心分析技術(shù)，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(chǔ)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(cè)，石油工業(yè)出版社；n23趙仕俊cms200/300 自動(dòng)巖芯測(cè)量系統(tǒng)分析，石油大學(xué)儀表廠；n24邵東亮、王建強(qiáng)、向軍徑向多層巖心夾持器設(shè)計(jì)，石油大學(xué)儀器場(chǎng)；n25高旺來(lái)常規(guī)巖心夾持器在低滲儲(chǔ)層滲流特征曲線實(shí)驗(yàn)中的局限性，石油大學(xué)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(yīng)用，江漢石油學(xué)院應(yīng)化系；n27李曉東我國(guó)巖心分析儀器的發(fā)展與展望，石油大學(xué)石儀科技發(fā)展公司。n在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我非常有幸地得