《注入頭設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書3》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第二章注入頭部件2.1注入頭概述連續(xù)油管注入器是連續(xù)油管作業(yè)裝備的關(guān)鍵設(shè)備，注入器主要功能是夾持油管并克服井下壓力對(duì)油管柱的上頂力和摩擦力,把連續(xù)油管下入井內(nèi)或夾持不動(dòng)或從井內(nèi)起出，控制油管注入和起出的速度。2.2結(jié)構(gòu)形式的擬定通過(guò)對(duì)油田連續(xù)油管注入頭的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，多種方案對(duì)比，確定注入頭設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)如圖2-1、圖2-2所示。由兩臺(tái)同步的可正反轉(zhuǎn)動(dòng)的液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，鏈條驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)夾持塊夾持連續(xù)油管上下移動(dòng)。液壓馬達(dá)為低速?gòu)较蛑R達(dá)，帶有內(nèi)部實(shí)效保護(hù)。兩個(gè)液壓馬達(dá)通過(guò)液壓系統(tǒng)達(dá)到基本同步，由同步齒輪傳動(dòng)實(shí)

2、現(xiàn)鏈輪的機(jī)械同步；由兩組脹緊液壓缸推動(dòng)浮動(dòng)夾塊達(dá)到鏈條脹緊的目的；由夾緊液壓缸推動(dòng)夾緊浮動(dòng)夾塊，夾緊裝在鏈條上的油管夾塊夾緊油管，通過(guò)鏈條帶動(dòng)夾塊實(shí)現(xiàn)油管起下動(dòng)作。鏈條上由帶有特殊表面形狀和處理工藝的夾持塊通過(guò)鏈條銷軸固定在一起，以適應(yīng)連續(xù)油管的外徑，并達(dá)到良好的夾持注入的性能，同時(shí)達(dá)到最小連續(xù)油管的夾持變形和最低的附加應(yīng)力；由壓力傳感器通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)測(cè)量連續(xù)油管注入和上提力的大小。注入頭的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：1、驅(qū)動(dòng)方式：液壓馬達(dá)；2、注入最大下入速度：60m/min（1m/s）；3、注入方式：夾持夾塊摩擦驅(qū)動(dòng)，鏈條帶動(dòng)夾塊傳動(dòng)

3、；4、鏈條張緊液缸數(shù)：2*2個(gè)；5、鏈條夾緊液缸數(shù)：3*2個(gè)；6、最大下井深度：4000m；7、測(cè)力系統(tǒng)：壓力傳感器；8、液壓馬達(dá)型號(hào)：CA50；9、適應(yīng)連續(xù)油管：Ф31.75mm，Ф38.1mm；2.3結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)說(shuō)明1、連續(xù)油管起下方式作業(yè)要求連續(xù)油管不斷的向油井內(nèi)注入或起出。利用夾塊夾持油管產(chǎn)生足夠的摩擦力，再利用鏈條輸送夾塊完成油管的注入或起出。為了使夾塊對(duì)油管的夾持應(yīng)力不超限，必須采用多個(gè)夾塊夾持。2、夾塊夾持方式因多夾塊必須同時(shí)夾持，采用三級(jí)浮動(dòng)的多滾子夾頭。為了保證每個(gè)夾塊都有一個(gè)浮動(dòng)夾頭的滾子夾持，油管承受的夾

4、持力足夠能產(chǎn)生下入和提升4000m油管的使用要求。為減小油管所受壓強(qiáng)，采用三組具有24個(gè)滾子的浮動(dòng)夾頭。3、鏈條與夾塊的連接方式用兩條32A鏈條，每節(jié)連接1個(gè)夾塊，成為雙排鏈條，夾塊與鏈條同時(shí)連續(xù)運(yùn)動(dòng)，這樣受力好，提升力大。4、鏈條傳動(dòng)方式鏈條采用徑向低速大扭矩柱塞液壓馬達(dá)傳動(dòng)，省去價(jià)格昂貴的減速器，又縮小了軸向尺寸，鏈條帶有脹緊裝置。23圖2-1注入頭23圖2-2注入頭總體1、夾塊機(jī)構(gòu)夾塊夾持部分的圓弧與管徑相符合，為了提高摩擦系數(shù)開有橫向槽。夾塊結(jié)構(gòu)隨鏈條在鏈輪上傳動(dòng)，不能發(fā)生干涉。材料具有足夠的硬度，好的耐磨性。采用低合

5、金鋼滲碳淬火處理。2、鏈條傳動(dòng)同步要求23為了使兩個(gè)鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)同步，保證夾塊與管子很好的結(jié)合，采用相互嚙合的齒輪裝在鏈輪軸上。1、機(jī)架結(jié)構(gòu)為了裝配方便，機(jī)架采用兩塊剛度足夠的支撐板，通過(guò)尺寸精度很高的支撐塊支撐。2、提升力的測(cè)量在注入頭下部采用杠桿機(jī)構(gòu)液壓缸，連接傳感器就可以準(zhǔn)確測(cè)出提升力。3、油管的引導(dǎo)利用裝在注入頭上方的帶滾輪的油管導(dǎo)向架引導(dǎo)油管順利插入注入頭，注入頭上下各設(shè)一個(gè)引導(dǎo)套。10、注入頭的支撐注入頭的動(dòng)力部分裝在支撐架中，作業(yè)時(shí)有四根可以伸縮的支腿支撐。2.4油管導(dǎo)向架注入頭頂部裝有油管導(dǎo)向架，用于牽引連續(xù)油管從

6、卷筒到鏈條牽引總成的導(dǎo)入與導(dǎo)出，是由一系列與架垂直的滾子組成的弧形架，為保證連續(xù)油管圓滑過(guò)渡，滾子間距定320mm左右，管子在一定的彎曲半徑下彎曲，其變形是處于彈性變形范圍的。在彈性極限內(nèi)，管子能承受最小彎曲半徑R可按下式計(jì)算：式中E－管材的彈性模量，Pa；D－油管外徑，mm；бs－管材的屈服強(qiáng)度，Pa；現(xiàn)在我國(guó)引進(jìn)的連、續(xù)油管管材一般為ASTM，A-606鋼，其中бs=482.58MPa，E＝208.34GPa按上式計(jì)算in、in油管的彎曲半徑見表2-1。表2-1連續(xù)油管彎曲半徑連續(xù)油管規(guī)格（in）外徑（mm）最小彎曲半徑（

7、mm）31.75685438.108224如果管子彎曲時(shí)彎曲半徑小于表2-1所列的值，那它將產(chǎn)生塑性變形。我國(guó)各油田引進(jìn)的能適應(yīng)in、in油管的連續(xù)油管作業(yè)機(jī)的卷筒半徑和導(dǎo)向架半徑都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其最小彎曲半徑，可見連續(xù)油管在起、下作業(yè)時(shí)均將發(fā)生交變的彎曲塑性變形。但是，管子只是在瞬時(shí)處于彎曲塑性變形。為在運(yùn)輸中減少空間，以及根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪進(jìn)口的導(dǎo)向架內(nèi)側(cè)半徑1100mm，設(shè)計(jì)的油管導(dǎo)向架內(nèi)側(cè)半徑1100mm。外側(cè)彎曲半徑1237mm，前端采用折疊式，結(jié)構(gòu)如圖2-3。23圖2-3油管導(dǎo)向架2.5鏈條載荷2.5.1鏈條所受載荷分析注入頭

8、鏈條上所受的載荷主要是油管上的軸向力(上頂力、油管重力和油管運(yùn)動(dòng)的摩擦力)及鏈條與夾緊壓塊間的摩擦力。(1)油管的軸向力油管的軸向力主要有油井壓力對(duì)油管的上頂力、下人井內(nèi)油管的重力、油管在井內(nèi)產(chǎn)生的摩擦力和油管與防噴器膠心間的摩擦力及油管運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載荷。在起出或注入油管的過(guò)