随钻扩眼器球座周边流场分析及参数优化

为解决随钻扩眼器控制短节中球座的周边冲蚀问题,采用Fluent软件对随钻扩眼器控制短节中球座周边流场进行仿真,并优化流道结构。仿真结果表明:未投球状态下,冲蚀影响较大位置出现在球座收缩处,优化后的参数为流道入口直径60 mm、轴向高度46 mm、收敛角度80°;已投球状态下,对冲蚀会影响控制短节再次使用的流道结构进行模拟和优化,结果为流道入口半径r_1=49 mm,球座上端外部新流道环形空间部分的外径r_2=62 mm,β=45°,流道轴向高度h=13 mm。采用优化后的球座结构以及球座外滑套结构,能够有效减小流体对球座和球座外滑套内壁的冲蚀,平缓流场。研究结果可为工程上流道结构设计提供一种新的优化思路。

随钻扩眼器球座的周边流场分析及参数优化

采用Fluent软件对随钻扩眼器控制短节中球座周边流场进行流场仿真,并通过速度流场的分析以及优化前后速度的对比,对扩眼器流道结构进行优化。仿真结果表明,通过采用优化后的球座结构以及球座外滑套结构,能够有效减小流体对球座和球座外滑套内壁的冲蚀,平缓流场。研究结果可为工程上流道结构设计提供一种新的优化思路。

循环下套管装置卡瓦牙型选取及有限元分析

为了使循环下套管装置能承受较大的工作载荷,并保证装置能够平稳进行下套管作业,对卡瓦上布置的A、B、C这3种类型卡瓦牙进行了对比分析,应用ANSYS Workbench有限元软件,对这3种牙型在拉力和扭矩作用下的应力进行仿真分析计算。计算结果表明:卡瓦只承受拉力作用时,A型牙应力集中,且最大应力超过其屈服极限,因此易被破坏,B型和C型牙所受应力比A型牙小;只承受扭矩作用时,A型牙应力最小,C型牙应力最大;在相同扭矩作用下,卡瓦数量越多,单个卡瓦承受的应力越小。因此,确定循环下套管装置最优卡瓦牙型为B型。根据不同卡瓦牙排列形式,找出卡瓦牙最先失效的位置在卡瓦两侧最下端,并规定B型牙所能承受的最大拉力应小于1 500 kN,这样才能保证整套装置的安全性。研究结果可为卡瓦牙型设计及优选提供参考。