水力喷射器在石油钻采中的流体静力学分析
2018-08-21顾帅杰刘逸冰刘佳鑫翟鹏凯
机械工程与自动化 2018年4期
顾帅杰,刘逸冰,刘佳鑫,翟鹏凯
(西安石油大学,陕西 西安 710065)
0 引言
在油井开采中水力喷射器是井下作业水力压裂的重要工具之一,水力压裂技术经过半个世纪的发展取得了很大的技术突破,该技术使油井的产油量有很大的提高。
SolidWorks软件集成了大量的组件,功能全面,可以进行二维图形和三维模型的绘制,也可以进行三维图与二维图之间的转换。SolidWorks Simulation是SolidWorks软件中一个重要的分析系统模块,运用Simulation模块可以进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热分析和优化分析,而且在同一界面即可完成载荷、约束边界条件等分析,简便高效。在同一软件中进行三维建模和有限元静力学分析不仅减少了工作量,而且也避免了模型在绘图软件和分析软件之间相互转换造成误差的弊端。
1 水力喷射器的建模
水力喷射器的工作基于动力学动量—冲量原理,固体颗粒受高压水载体加速,高速冲击套管和岩石,产生切割作用。水力喷射器是压裂完成的执行端,由于固体颗粒的高速冲击,在装置喷嘴的位置最容易出现故障,为了更好地对水力喷射器装置中喷嘴位置进行力学分析,首先建立水力喷射器的三维模型。
首先用SolidWorks软件的草图工具作出水力喷射器的二维草图,如图1所示。然后通过特征工具栏的旋转、切除、阵列等命令得到如图2所示的水力喷射器三维模型。
在软件界面左侧竖直工具栏的FeatureManager(设计树)中添加材料铸造碳钢,如图3所示。并用剖面图进一步检查三维模型,如图4所示。……
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