推进式堵水开关静动态特性分析

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1、2012年12月机床与液压Dee．2012第40卷第23期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．40No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．23．013推进式堵水开关静动态特性分析张俊亮，韩进，张强德，曹海燕，李丽云(中原油田采油工程技术研究院，河南濮阳457001)摘要：推进式堵水开关是一种井下智能堵水工具。开关在打开和关闭状态下，活塞轴向受力平衡，在打开和关闭瞬间，因地层和油套环空压差造成活塞受轴向冲击。分析了活塞开、关时的液压冲击力，并结合AMESim软件对活塞受冲击状况进行仿真，结果表明：增加活

2、塞环空长度、降低电机转速、增加螺杆轴向限位轴肩等可减小瞬态液动力对开关的活塞产生的轴向冲击。为堵水开关结构优化提供设计了依据。关键词：堵水开关；静动态分析；冲击；仿真中图分类号：TE931文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)23—051—3StaticandDynamicCharacteristicsAnalysisofPushTypeSwitchforWaterBlockingZHANGJunliang，HANJin，ZHANGQiangde，CAOHaiyan，LILiyun(PetroleumEngineeringInstitut

3、eofZYOF，PuyangHenan457001，China)Abstract：Pushtypeswitchforwaterblockingisatypeofintelligentblockingtoolusedinoilwel1．Inthestateofopenorclose，thepistonoftheswitchbearingbalancedaxialforce，butOnthemomentofopeningandclosing，forthedifferentialspacepressureofannularofoilandstratum，the

4、rewastheaxialimpacttothepiston．Thehydraulicimpactwasanalyzedatopeningorclosingofthepis—ton，andAMESimsoftwarewasusedtosimulatetheimpactstates．Theresultsshowthatlengtheningthepistonannular，loweringmotorspeedandincreasingaxiallimitshaftshoulderofscrewrod，theaxialimpacttothepistonbym

5、omenthydra—dynamicforceonopeningandclosingofthepistoncanbelightened．Itprovidesdesignbasisforoptimalstructureofthewaterblockingswitch．Keywords：Waterblockingswitch；Staticanddynamicanalysis；Impact；Simulation推进式堵水开关是用于高含水油井堵水作业的井推进式堵水开关结构如图1所示，主要由上接头、下工具，与封隔器等配套使用，每个油层对应一个开传感器、控制电路、驱

6、动电机、驱动螺杆、外套筒、关，主要功能是关闭高含水层，打开低含水层，以实活塞、活塞套、下接头等组成，电机安装在活塞套上现提高采收率的目的。推进式堵水开关克服以往机械端部，驱动螺杆一端与电机轴配合，另一端通过螺纹式堵水开关受地层压差影响的弊端，在打开和关闭状与活塞连接。传感器接收井口环空压力脉冲信号，控态下实现轴向压力平衡，但在开一关或关一开瞬间，制电路根据信号情况控制驱动电机正反转，电机通过因地层压力与套压不同而产生瞬态液动力”。瞬态驱动螺杆将转动变为活塞的上下移动。电机正转推动液动力对开关的活塞产生轴向冲击，影响开关的打开活塞下行至下限位置打开该地层，

7、电机反转推动活塞或关闭，严重时可能破坏开关的机械结构。因此通过上行至活塞上限位置关闭该地层。推进式堵水开关采分析开关静动态特性，以确定合理机械结构，确保推用侧进液模式，活塞装有密封圈，阻止液体流入活塞进式堵水开关可靠工作。底部或顶部空间，使液体仅在活塞环形空间内流动，1推进式堵水开关结构图1为开关处于打开状态，进液口与出液口连通。1一电池2一控制电路3__传感器4一驱动电机§～活塞套6一螺杆7一出液口8～活塞9一进液口1O一下接头l1一上接头图l推进式堵水开关结构图收稿日期：2011—11—16基金项目：中原石油勘探局资助项目(2011202)作者简介：

8、张俊亮(1976一)，男，工程师，中原油田博士后工作站在站博士后，从事井下工具的