任红伟

摘 要： 针对注水管线长期使用后内壁结垢现象严重，导致工作管径大幅缩小，注水效率降低等问题，对注水管内壁结垢物特点和钻削除垢方法进行了分析，并研究了钻头破碎垢物机理和切屑形成过程。选用多刃错齿钻头为钻型基础进行了结构分析；针对加工对象改进了钻头结构和刀齿分布规律，得到了除垢钻头结构方案。以注水管内壁和垢物为研究对象，建立有限元模型进行静态应力分析，得到了应力云图和路径曲线图，显示了钻削过程管壁应力状态。

关键词： 注水管内壁； 除垢钻头； 应力曲线图； 有限元分析

中图分类号：TH122 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）02-25-03

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注水管是重要的采油管具，由于所注水多为污水，注水管线经长时间使用，结垢与沉砂双重作用使得内壁结垢现象严重，导致工作管径缩小，井下注水压力下降，注水效率降低，因此需要定期将注水管取出清洗后继续下井使用[1]。机械钻通清洗是一种经济安全的清洗方法，钻通清洗从注水管内壁结垢形态分析，属于深孔加工扩孔钻削，从结垢性质分析，类似水平钻井破岩过程。由于结垢物情况复杂，现有钻通清洗钻头针对性较差，钻进过程易出现堵钻、卡钻现象，除垢效果不明显。大量结垢严重的注水管由于无法进行钻通处理不能回收再利用，增加了生产成本，因此需要研究垢物特点，分析钻通清洗过程注水管内壁及垢物受力情况，针对钻削对象对现有钻头进行优化设计，提高除垢能力。……