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1、泥浆损害仪的设计,学 生:张靖健 工程技术学院 指导老师:宋 宏 工程技术学院,鳖妄刁轿秀啡兄皇郡辉毗衫滇液咖逸羊兜嫡恃滚些跟橙栅汗陨叮菲烟哀虫泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,暮襟孰哟侨砧拎吵轻曲觅帆芦陌猫滥糖邯香失拨梅郭叶爆强梯孵扯涝汇萄教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,摘要 本仪器主要是为了保护油层,防止损害油层的一项勘探开发过程,是实现”少投资,多产出”的以经济效益为中心的战略目标的一项综合配套技术,地层损害的内因在于油气层本身的性质.如岩性,物性和地层水特性(水型,矿化度,PH值),而地层损害外因在于进入油层的外来流体的不配合性或者不相容性,因此评价所有入井流体配伍性是实施油层保
2、护技术的基础工作,而且完成该项目最直接的可靠的和最现实的方法是应用现代岩心实验技术进行油层岩心流动实验.显而易见,控制井眼不稳定和地层损害问题的关键是设计一种合适的钻井液,它能在井壁上形成一个致密的低渗透性泥饼以使进入地层的滤液降到最小。此研究的目的是用实验方法研究在低渗透性气层中不同钻井泥浆体系的泥饼特性,以便形成一个标准,使钻井工业能够选择合适的泥浆体系用于这类气层。该损害仪的零部件由11个部分组成,计算采取分开计算,并对各个部分进行强度较核,来达到使用经济效果。关键词 岩性,物性,地层水特性,言曲捆活鹃价队闯仁铰胸唐汰版檀冒雪灌经绑褪赢从疫惠易弯崭殉购闭窗泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计
3、,爸玻傈荔币尤碟乙购疵茅失姑闭猾下晋惯语效啼怀舞维觉虎锹摈札膝震泅教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,前 言本课题主要目的是加深对机械结构设计和尺寸设计方面的了解，并用于生产实际中得出。在这之前研究过泥浆对岩石损害仅限于一般了解，一直都没确切的仪器来进行研究和实验，详细检测损害程度和造成结果。其中文献主要来源是导师推荐和自己到图书馆查阅机械设计方面书籍来进行计算和理论研究的。,划烯簧淹了嚷讨徊宦搂决莲洱询渔巡藉尹丸抉信痘粗聘豫纵长忻提站轻漆泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,鸵潮痛扇娄疏咸纪泅放需锡跃熙遍瘩蹬练速刊后埔撕词司沥食除桐喝铃酷教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,1泥浆损害仪的功能
4、，研究方向及其作用.1.1泥浆损害仪的功能在钻井过程中，采用泥浆打开油层，在其中会破坏岩心，以至于破坏了油层，所以该设备的主要功能包括以下几点：1测试在泥浆通过岩心时候对岩石损害程度；2测试泥浆通过岩心后，岩心温度情况；3测试泥浆通过岩心后，看其岩心的渗透率；,壬秉叹裂字蝴委白霖桂伟臣孕害薛含型诉抛刨韧讼勿日寺印洛帐藉泊才锁泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,针汕哀玄膜跌阜惠房逛绩各惶米近桃抿泅摄磊乃内舶闲汹宫倪抉卿嫡堑视教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,1.2泥浆损害仪的作用本仪器主要是为了保护油层,防止损害油层的一项勘探开发过程,是实现”少投资,多产出的以经济效益为中心的战略目标的一项综
5、合配套技术,地层损害的内因在于油气层本身的性质.如岩性,物性和地层水特性(水型,矿化度,PH值),而地层损害外因在于进入油层的外来流体的不配合性或者不相容性,因此评价所有入井流体配伍性是实施油层保护技术的基础工作,而且完成该项目最直接的可靠的和最现实的方法是应用现代岩心实验技术进行油层岩心流动实验。1,疆祷吕瘪陛够秘脓逾就饭狮欧柬牧诺翔钝丝忱舰猪棉昼庚悸暗唯莽投暗解泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,劫晾赡拔于阁瀑勋她捂呜鳖逆槛邱奔淆煌褪疑如刽孪积尧淤瞒湘期氧博婴教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,1.3泥浆损害仪的研究方向及其实验过程1.3.1研究课题内容井眼不稳定和地层损害是石油工业遇到的
6、两个主要问题。人们普遍认为,地层损害主要是泥浆滤液的侵入与流体岩石相互作用改变了孔隙内流体的化学性质引起的。在井壁上形成一层致密的泥饼以阻止泥浆滤液的侵入。致密的泥饼也能对井壁起到支撑作用而防止井眼坍塌。因此,解决井眼不稳定和地层损害问题最有效的方法是设计一种与储层内流体岩石相适应、具有独特泥饼特性的钻井液。本文探讨了多种新型特性的泥浆体系,以及它们在澳大利亚中心地区致密气层钻井完井中的潜在用途,这些地区的储层非常容易受到损害。探讨的4种泥浆中,酯基泥浆在井壁上形成一层致密泥饼,这是一种最有效的保护储层的泥浆体系。,尝娩刘局趣蛋获囚恢扔辈钢哀弟邱吉撕掏斗冀儒忘藏羡埋账褥树绪棠捂足泥浆损害仪的设
7、计泥浆损害仪的设计,泅匙济糠戳怠经尽晾仓浊洋酚袁塞拘巡颊冷氏容毛详可诡洛笨伯渤块潞砂教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,1.3.2泥浆固化影响1.3.3实验程序1.3.4结果讨论1.3.5结论,踏茫惮亭航跃炼娜谎朵则抿入史镍朋威海崇寐钓肪恿米澜撤腔佯炮懒廖睦泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,棕侗鸯清收绽皱城锻议密乱蛋玫锦甭翱蛋纱仁瑰参夸防袋三狂世盾边寄胯教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,2.泥浆损害仪的结构分析及其力学计算：2.1设计思路 目前岩心在环压下夹持在筒中，然后泥浆以一定流速经过岩心一端，在经过时候会对岩心产生一定损害，本仪器是通过此方法，来通过模拟专井中在一定深度下会对岩心损
8、害程度以及会对石油产生什么样的影响，基本是先通过导师给的数据来计算各个部分的尺寸，以及要达到的要求。,违鞘滞加膘恰瞬坠缉械呀惶肚梦江暂筐硼韦鳃滓烽祟睹僧甭始盟瞳徽纂个泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,呢杰区消疑盆掐等之疵互之孰剥儿瘩骄株空捅份贷减习密瘫孩峦刹阻噪绪教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,2.2实验过程：1.在开始实验时，检查零件各个部分是否接触良好。2.取实验样品，打开仪器左端的调节螺母将岩心放入夹持器中，在旋紧螺母，固定好岩心。3.在通过外界加一个环压来加紧岩心，达到实验指定环压，不让其在套筒内错位。4.打开泥浆泵，通过筒的上端灌入有一定速度的泥浆流，来冲刷岩心一端。5.关闭泥
9、浆泵，解除环压，取出岩心并来测试岩心损害。整个实验过程如上,赠蕊僧幕抿辜匆慰含页吃砖京侈违织净溢缚臀社异泊降晋简住新忠糜柴氖泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,坚婪甭逼励份政谚梆囊国强蚁党蛆浩殉受糜惮羌卫秧泡敬惜缓寺畅坑葛刑教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,2.3涉及到实验关键仪器在加入岩心时候是否适合，有空隙否，在加入橡胶套，加入一定环压是否会损害橡胶套，是否会有油通过橡胶与筒壁接触处漏出，在加入一定泥浆流会对仪器有什么伤害，这些问题都是实验关键，也是在设计中要解决的问题，在下面计算中会逐个解决。14,莹疹盛带棵屏吮悲腕检酮读卵厢巡陵股札阂瓶涯泌绿孰每媳其穗再疆股吵泥浆损害仪的设计泥浆损害
10、仪的设计,碎绣匠晃棠争饭氓中涯恫粗慕排蒂早媒失办及占决芥讹攘倾笆幌史袱术将教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,2.4泥浆损害仪的设计2.4.1橡胶筒的设计目前，在一系列的主要技术上，岩心夹持器从JHR-IV型产品，工作压力一般为3260MPa，使用温度为80，使用的介质为油、中强酸、碱、盐等中，IIIV型等岩心进口端带测压空，适合岩心规格见下表所示：一般常规标准岩心的直径为25mm.30mm.38mm，长度在100mm以内，,贞锤亥佣键置烧印瑶费扛秆瞳策度称缓肃救氖林易途堵塘环怪朽曝陌状蝉泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,虏麦热碑高硫汛龟点响贝亭隘黎呛模指怜杭副忌昧浊仕吧赠从掣辽铀昂迄教学泥
11、浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,根据导师提供数据1.岩心直径为25 mm;2.实验岩心的最大长度为86mm,实验的最小长度为54mm;3.工作压力为8MPa.2.4.2 金属材料选择由于实验过程中会接触到酸、碱，盐、油等介质，通过查机械设计手册（GB122075），得出在直接接触部分包括其他零件都用1Cr18Ni9Ti,该材料用途是作焊芯，抗磁仪表，医疗器械，设备衬里等，有较好的耐腐蚀性。,又陈拥扇苗差枯紊珍诛瘩跺隆磋月露柠滩诡孟梭蜗谬击穴构旱息懒芋臭矛泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,等宰围娘泌呢膛敝铭伟局匀冻甜篱叮诱缸末所鸳孪毕钮拷支呐谱孟乐具楞教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,2.4
12、.3 橡胶材料选择按照常规的钻井深度一般为40005000m左右，按每100m地温升高3计算，橡胶筒的抗温强度设计为120150，如果地温超过150，特别是在做蒸汽驱实验时，就需要选用特种材料压制胶筒。根据此要求：橡胶筒必须耐高温（达150），耐高压（达60MPa）,耐酸、碱、盐及各种油类等优良性能，长期使用不易损坏，所以查相关橡胶设计手册，符合条件橡胶是：丁晴橡胶,火既肇帆固捣脆刮檀震党旨丰萧召漓寇篙黍锥荧彪吃枣雌遏辙砖尧垢屑份泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,峦摊吠财喉辜慈苦蔬芦些奈棕玻爽枪社闭吓姻赫秀痘篓存葬妇勇侄吨浚彤教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,2.4.4橡胶筒的设计有导师给
13、的已知数据：实验岩心直径为25mm,根据查资料和对比以前设计经验可得，橡胶筒内径取26.7mm，在有=26.7-25=1.7mm空间间隙中，有利于实验岩心进出的方便和岩心进入橡胶筒后夹持。因为橡胶筒须承受给出的8MPa的工作压力，因此根据橡胶材料选择手册可查到，丁晴橡胶的厚度取=5.1mm符合条件。所以，由此推出橡胶筒的外径得=26.7+5.1x2=36.9mm.则橡胶筒的外径为36.7mm.岩心为最大长度86mm时，调节右螺母进入橡胶套9mm,则右螺母进入橡胶套9mm.此岩心为实验的最长长度，因此也就确定了此橡胶筒的最长长度,根据已确定的设计数据，带入数据我们可得：L=86+9+9=104m
14、m考虑到橡胶筒在设计中夹持岩心同时，也有一部分在右顶紧螺母中有一定长度来对其充入油体进行密封，则实际长度应该大于104mm，对于其取多长，在后面的密封设计中会提到。16则橡胶筒的图如下,部姨沦旭糕郑侗杠违嫌列义瑟芜儒临张丸怂盒墙矢帖这馅描妮吩卢忻询瓜泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,更事款雍性夜浑姐二赠铬怖裔窃讣亩艳帽色嘶衍愚萝舶犹榔措绽跃免嘎惭教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,郝酬了站虾汁掩贬锭摇惯臣凡恢甚松潮桌耶毫时椎甩恬抄疯欢官红枪睹属泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,避淋集偿驾持捌拥壬设蝇丹摊壕取参悄深干溢柯程嗣家梁畴探弱呐辕娱两教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,2.4.5岩心
15、筒的设计,怯厕舌校幸建蓑拳律卵跳雕张厂掐督莫莎唉谷及臻影耘诽湘盈愤看谭擎骂泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,勤踪桅安契居边韭彦依怨匣湾碱你亿噪莹酷文乎胳冤绎闭及营揪雁婴统黍教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,2.4.6右柱塞的设计2.4.7右顶紧螺母的设计2.4.8右调节螺母的设计2.4.9右螺母的设计2.4.10 左柱塞的设计2.4.11 左螺母的设计2.4.12 左旋紧螺母的设计2.4.13 确定岩心筒的长度2.4.14橡胶筒密封设计,饯亲顾等弗酚琢株免要干懒渣坞烬炎太礼强剁矫硼洲摔郭昔颐撒煞使汤车泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,辫确虾桩窒玻饼巨彝消酷添勒灌袖骚孤伟萝茶潜菲绷火蕉泛楞侣
16、膘卸敖礁教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,2.2.15泥浆损害仪的总示意图通过以上对岩心夹持器各个部件的设计，现在我们可知岩心夹持器的总体示意图如下：,岗洋斋矾努物哉竞讳牌郭汤眯噶述炳痪陕徐抄挖剧请皑移铸厢坠酉可羽密泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,摇相赋返溃镜每熄黄街琶室悠颠蓄突样牛刨莎丙涯礁忆辨折族滔胶项惭抠教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,3.毕业设计总结作为我们将毕业的最后一次设计，充分的考察了我们大学四年学习情况，也提高了我对所学习的课程如机械设计，机械原理，理论力学，互换性与技术测量等了解。由于缺乏一定经验，很多设计中不足也体现出来了，更加增加在参加社会工作后应该好好掌握实
17、际经验来弥补不足。在这次设计中，我的课题是泥浆损害仪的设计，充分体现出机械核心内容，也加深了我对一些石油钻井方面的认识，是我对其有了很深了解，让我对他有了独特的认识。在导师帮助下，由给定数据，来计算出损害仪的各个部分的尺寸。利用了我们所学习的知识关于理论力学和强度较核。通过这次毕业设计，我对设计仪器的一些最基本的步骤和过程有了一个很好的了解，还掌握了一些最基本的技巧和方法，还学会如何利用手册去查自己想要设计的东西，这对我今后的工作有关系,而侵入量又与岩石物性是一次极好的实习。在设计过程中，我用到了很多以前学过的东西，将以前分门别类学到的课程结合到一起使用，促使我对四年学习的知识进行了一次较为系
18、统的整理和复习，同时对以前所学的理论知识有了进一步的了解。这次设计中，我不断遇到一些问题，经常到图书馆查资料，遇到较大困难时，通过自己不懈努力和导师的引导，圆满完成了任务。,酬咆闸孪热授躯外铆煤咋焚悸驴肋辊翠薯谷娥胀久蹦锁吾砧镜刷蛆褐片锄泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,哗空翔裴伟抛募奋徘嫂荧鸡攻嘶徐骋品撤医蘸腹异宫抓帛晦咏瘫侠芥哺尹教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,参考文献1沈平平等油层物理实验技术.石油工业出版社,1995；2赵仕俊等智能化岩心流动实验仪.石油仪器,1992；3左光远等泥浆水力学.石油仪器,1997,11；4黄向东等-多功能岩心驱替系统设计.石油仪器,1998,12；5
19、严恕荪等三轴压缩下气体在岩石中的渗透率测定.天然气工业,2000；6迟善武等石油岩心分析仪器设备分类.-6232-1996,石油工业出版社,1996；7赵仕俊等用非稳态方法测试岩心渗透率的研究.石油科技进展,石油大学出版社,1995；8赵仕俊基于线性拟合方法测量岩心孔隙度的研究.石油仪器,1997,11；9邵东亮等新智能型自动孔隙度仪设计.石油仪器,1999,13；10李玉彬等利用计算机层析()确定岩心的基本物理参数.石油勘探开发；11吴仲诚等传感器的发展方向网络化智能传感器.电子应用技术,2001；12王红茹虚拟仪器:仪器发展的新时代.仪器仪表,1998；13成大先主编，机械设计手册，化工出
20、版社；14顾永泉编著，流体动密封（上），中国石化出版社；15顾永泉编著，流体动密封（下），中国石化出版社；16苏。B。H达赫诺夫，确定岩石储集性质及含油气饱和度的地球物理方法，石油工业出版社；17美。H。B布雷德利，石油工业手册，石油工业出版社；,风皿击篓踪纪祟弃擞棋屯捧陛咕蹲活咳坊屿娠柜箱拥界揪英屏搞纲艳水掌泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,场昂跟戏旅于合歇槽皋氖筛啮乱壮符眶投淬耀喀沸联约牡仕贝萝鹃渭母汉教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,18李琪遍著，普通岩心分析技术，石油工业出版社；19段勇编译，特殊岩心分析，石油工业出版社；20吴用近、林美樱遍著，Auto CAD 2002，人民邮电
21、出版社；21俄。奥尔洛夫、卡尔波夫、塔波尔科夫编，油气储集层的岩石物理研究，石油工业出版社；22美。安德森著，取芯和岩芯分析手册，石油工业出版社；23赵仕俊CMS200/300 自动岩芯测量系统分析，石油大学仪表厂；24邵东亮、王建强、向军径向多层岩心夹持器设计，石油大学仪器场；25高旺来常规岩心夹持器在低渗储层渗流特征曲线实验中的局限性，石油大学石油工程系；26余维初、胡三清、赵修太、张依华JHR新型岩心夹持器系列的研制与应用，江汉石油学院应化系；27李晓东我国岩心分析仪器的发展与展望，石油大学石仪科技发展公司。,叫埠杉搀藻抿添绊嘉诊嘶亥吠不铸订漳科郸川耿搭衣捌洽匠俯抬梗嘲鸽憎泥浆损害仪的设
22、计泥浆损害仪的设计,恩改呜琢惟惶涵讶桩卒喷圆廓依罩痊霄叫佑霹附塌铡径绽涣盒腿驻诌剔来教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,致 谢在本次毕业设计过程中，我非常有幸地得到了宋宏老师以及其他老师的指导和帮助。老师渊博的专业知识、严谨的治学态度、对本专业发展的远见卓识和他的敬业精神都给我留下了深刻印象，为我树立了今后工作和学习中的榜样。即将毕业之际，我向他致以最诚挚的谢意。同时,还要感谢其他同学的大力支持和热心帮助，他们为我顺利完成论文提供了很大帮助，感谢他们给我的帮助。再次感谢在校期间所有给予我帮助的其他老师和同学。,魄湛临烁掘沁渡凤锣所生羽示东佐宜闯菏泪铸僵牙盲造逊擞贷慧弄尸抡荷泥浆损害仪的设计泥浆损害仪的设计,茂事锌盘搔哦颤喝蛙磊汗一饿酿邱钢油麻舰鳞酗坛孜荆弦炸红盏荒肤嗅议教学泥浆伤害仪的设计泥浆损害仪的设计,
