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题名油气井套管锻铣器性能分析与仿真研究
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作者
周翔
毛良杰
张乐凡
谷长雄
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机构
西南石油大学石油与天然气工程学院
中油测井西南分公司eisc西南分中心
中国石油集团西部钻探工程有限公司玉门钻井分公司
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出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第10期64-71,共8页
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基金
国家自然科学基金(U23B6003)
四川省自然科学基金杰出青年科学基金(2024NSFJQ0018)
中国石油-西南石油大学创新联合体科技合作项目(2020CX040204)。
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文摘
为了解决油气井中后期套管开窗效率低、刀具损耗大的技术难题,验证有限元仿真对切削行为预测的可行性,基于有限元分析软件建立套管锻铣器的三维仿真模型,研究锻铣过程中锻铣量、应力、扭矩和温度的变化规律,模拟刀具磨损历程,并分析各因素对锻铣过程的影响,从而优选出最高效的锻铣作业参数组合,为现场应用提供指导。结果表明:钻压和进尺的增大可以明显增大锻铣速率,转速的增大对锻铣速率的影响较小,合理范围内应尽量保持高钻压;锻铣器的扭矩波动较为缓和且在安全范围内,可推断正常锻铣过程中不会发生切削齿断裂与钻柱磨损断裂现象;仿真应力值在刀齿与材料发生切削行为处达到最大值1 636 MPa;锻铣器切削齿面的温度随着时间的增加不断累积,导致材料表层硬度和强度降低。基于锻铣参数优选方案,结合现场实际情况进行锻铣作业,优化后锻铣速率最高达到0.48 m/h,刀片利用率最高达到90%,显著提升了锻铣效率。
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关键词
套管锻铣器
有限元分析
仿真建模
锻铣速率
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Keywords
casing forging and milling machine
finite element analysis
simulation modeling
forging and milling rate
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分类号
TE938
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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