絲扣油自動定量噴涂裝置的研究與設計.pdf

1、隨著我國石油工業(yè)水平的不斷提高，我國已成為世界鉆井最多的三大國家（美國、加拿大、中國）之一。在鉆井和采油、氣的過程中，套管和油管是最主要的施工材料，油套管（油管和套管）的壽命決定了油氣井的壽命。油套管之間是通過螺紋連接的，所以在進行油套管柱連接時，必須要確保其螺紋具有防粘扣性、較強的連接強度和密封性能。絲扣油具有螺紋連接所要求的潤滑和密封性能，能有效地延長油套管接頭螺紋的使用壽命，對防止接頭螺紋粘扣，避免接頭螺紋旋緊過度具有重要作用。所

2、以在油套管上扣之前必須使用合適的絲扣油涂布在接頭公母螺紋表面，用以作為螺紋之間的潤滑劑和抗磨劑。目前，在油氣水井作業(yè)施工過程中，還沒有專門用于絲扣油噴涂的裝置。長期以來油套管內(nèi)螺紋絲扣油的涂布工作都是依靠手工完成的，這不僅造成施工返修率高居不下而且還造成了很大的經(jīng)濟損失。因此，研制一種專門用于油套管內(nèi)螺紋絲扣油自動定量噴涂的裝置對于提高施工質(zhì)量，降低成本，有效解決螺紋密封問題具有重要意義。
　　針對油套管內(nèi)螺紋絲扣油涂布要求，設計

3、開發(fā)了一款絲扣油自動定量噴涂裝置，使其能夠應用于不同管徑大小的油套管等下井工具內(nèi)螺紋絲扣油的涂布工作。主要研究內(nèi)容如下:
　　1、利用美國Brookfield R/S Plus系列流變儀對絲扣油的流變特性進行了研究。主要包括:影響絲扣油流變特性的因素，絲扣油的流變模型及其對應的本構(gòu)方程，絲扣油的觸變性特征等。這些研究成果為絲扣油自動定量噴涂裝置的設計與開發(fā)提供了理論依據(jù)。
　　2、針對油套管內(nèi)螺紋尺寸要求和噴涂工藝要求，提出

4、了三種不同的噴涂設計方案，并對各方案的優(yōu)劣進行了篩選比較，最后確定采用空氣壓送式噴涂的方案。
　　3、完成了絲扣油自動定量噴涂裝置的平臺構(gòu)建。利用CATIA和Solid Works三維畫圖軟件對系統(tǒng)進行了機械結(jié)構(gòu)設計，詳細論述了整個系統(tǒng)框架的設計原理、技術選型及實現(xiàn)方法。
　　4、對噴涂設備的控制性能和噴涂效果進行了試驗驗證。根據(jù)油套管內(nèi)徑大小的不同，確定出與之相對應的噴涂時間和噴涂壓力。研究試驗結(jié)果表明，當油套管內(nèi)徑為68

5、～120mm時，空壓機壓力宜選擇4bar，噴涂時間選擇2～3s/次（共4次，上下左右各一次，下同）;當油套管內(nèi)徑為120～170mm時，空壓機壓力宜選擇4.5bar，噴涂時間選擇2～3s/次;當油套管內(nèi)徑為170～220mm時，空壓機壓力宜選擇5bar，噴涂時間選擇3～4s/次;當油套管內(nèi)徑為220～270mm時，空壓機壓力宜選擇5.5bar，噴涂時間選擇3～4s/次;當油套管內(nèi)徑為270～320mm時，空壓機壓力宜選擇6bar，噴涂時

6、間選擇4～5s/次;當油套管內(nèi)徑為320～370mm時，空壓機壓力宜選擇6.5bar，噴涂時間選擇4～5s/次;當油套管內(nèi)徑為370～420mm時，空壓機壓力宜選擇7bar，噴涂時間選擇5～6s/次;當油套管內(nèi)徑為420～470mm時，空壓機壓力宜選擇7.5bar，噴涂時間選擇5～6s/次;當油套管內(nèi)徑為470～511mm時，空壓機壓力宜選擇8bar，噴涂時間選擇6～7s/次;
　　研制開發(fā)的油套管內(nèi)螺紋絲扣油自動定量噴涂的裝置操