《水力割刀痕迹和刀片选择分析》
本文是水力论文怎么撰写跟割刀相关论文范例.
摘 要：在WZ11-4-A5井的大修作业中,切割I油组盲管的时候,在不能很好判断是否把盲管切开的情况下,下入了打捞工具,没能打捞成功,再次下入割刀第二次切割.进行这项分析的目的在于增加判断管柱切开与否的准确性,减少一趟打捞钻.
关键词：大修;水力切割;刀痕
1.刀片痕迹判断管柱是否切开
假设刀片的实际张开长度为L,割刀本体距离管柱内壁的距离为d,管柱的壁厚为x.
1、1 理想情况
刀片切割完管柱后,长度保持不变,即L不变.
根据以上数据,便可以画出以上这个刀片张开模拟图
刀片张开接触到盲管内壁时候形成的角度为θ1,其大小可以算出θ1等于arcos（d/L）
横进尺：我们先假设刀片横向进入管柱的长度为横进尺K
斜进尺：我们再假设刀片斜向（即刀片痕迹）进入管柱的长度为斜进尺M
那么,我们不难发现,刀片从接触内壁到完全张开的过程中,其实际张开的长度不变L;那么,横进尺K是关于θ的一个余弦函数,k等于Lcosθ-d
同理,斜进尺M等于k/cosθ等于L-d/cosθ
那么,当刀片完全张开时候（即水平的时候）,θ等于0,此时斜进尺M等于L-d
当刀片恰好能把管柱切开时候,此时刀片刚好接触到管柱外壁,θ3等于arcos[（x+d）/L],那么,此时的斜进尺M等于L-d/cosθ3等于L[1-d/（x+d）]
1、2 实际情况
刀片随着切割的深入,刀尖将会磨损,长度减小,即L会随之减小.
那么,理想情况恰好切断管柱时候刀片实际张开长度为L,实际情况恰好切断管柱时候刀片的实际张开长度变为L-△x（其中△x为刀片磨损掉的长度）.
同理,此时的θ4等于arcos[（d+x）/（L-△x）],而此时的斜进尺M等于x/cosθ4等于x（L-△x）/（d+x）.
从上式中可以看出：取出割刀后,我们只用测量L-△x这段长度,便可以知道切断管柱需要的标准斜进尺M,再用刀片上实际的斜进尺与之比较,若比它M短,则没有切断,若大于M,则为切割.
1、3 总结
我们可以通过,用取出刀片的痕迹的长度,和刚好切断管柱的标准数据比较,便能判断井下管柱是否切开.为了方便,我们可以把上述几个公式写到EXCEL,以后在现场应用中,我们只用输入测量的刀片实际斜进尺M、刀片实际张开长度L、刀片磨损掉的长度△x、割刀本体与被切管柱内壁距离d、管柱壁厚x便能准确判断井下管柱的切割情况.
2.刀片的选择
根据经验,刀片保持45°角切割管柱的效率是最佳的.因此我们不妨假设三种极限的情况：
第一种：刀片刚好接触管柱内壁的时候,刀片45°张开
第二种：刀片刚好接触管柱外壁的时候,刀片45°张开
第三种：刀片在切割管柱厚度一半距离的时候,刀片45°张开
我们先讨论第一种情况：
当刀片接触管柱内壁时,刀片张开45°,那么这里假设割刀本体不确定,即d为未知值,此时刀片的选择同时受到d和d+x的影响,刀片的长度L等于d,同时又要满足L>d+x（即完全张开时候能切断管柱）.假设恰好L等于d+x,则d等于d+x,即x等于）d等于0.414d（这个式子的意思就是说,当管壁厚是0.414d的时候,刀片完全张开才能恰好切断,当管壁大于0.414d的时候,刀片完全张开也无法切断）.
而根据以往的经验,切割7″套管,选用的是5-3/4″的割刀本体,这样算的话,d等于15.875mm,X等于16.1mm.
切割3.55″内径,4″外径的管柱时,选用的是3-1/8″的割刀本体,这样的话,d等于5.4mm,X等于11.43mm.
因此,这种极限情况,很难实现有效的切割管柱.如果缩小本体,增大d值,来实现X等于0.414d的理论值,这样同时也增大了L等于d的长度,刀片的抗扭也将成为一个需要考虑的问题.因此可以排除第一种选择刀片的方法.
第二种情况：
当刀片接触管柱外壁时,刀片张开45°,此时刀片的长度只用满足L等于（d+x）即可,考虑到刀片在切割时候的磨损,选刀片的时候可适当增加△x的长度（3-5mm）
在切割7″套管时,选用5-3/4″的割刀本体,此时d等于15.875mm,x等于16.1mm,那么刀片长度L最佳选择长度为L等于（d+x）等于（15.875+16.1）等于45.2mm的刀片,考慮刀片磨损,在理论L的基础上加上△x,即选用L等于45.2+△x等于50.2mm
在切割3.55″内径,4″外径的管柱时,选用3-1/8″的割刀本体,这样的话,d等于5.4mm,x等于11.43mm,那么刀片长度L最佳选择长度L等于（d+x）等于（5.4+11.43）等于23.8mm,考虑刀片磨损,在理论值L的基础上加上△x,即选用L等于23.8+△x等于23.8+5mm等于28.8mm
在切割9-5/8″套管时,选用5-3/4″的割刀本体,此时d等于37.2mm,x等于24mm,那么刀片长度L的最佳选择长度L等于（d+x）等于（37.2+24）等于86.5mm的刀片,考虑刀片磨损,在理论L的基础上加上△x,即选用L等于86.5+△x等于91.5mm
第三种情况：
刀片在切割管柱厚度一半距离的时候,刀片45°张开,此时刀片的长度需要满足L等于（d+x/2）,同时需要L>d+x（即完全张开时候能切断管柱）,即d>0.7x此种情况和第一种情况类似,受限条件太多.因此不适宜作为刀片选择的标准.
综上所述：按照第二种方法,我们便可以在本体固定的情况下,选择最适宜切割的刀片.
参考文献：
[1] 张钧等著.海洋石油完井手册.北京石油工业出版社.1998.3;
[2] 钻井手册编写组著.钻井手册.2013年9月：
[3] 欧阳涛等著.井下落物打捞作业的实施与预防.科技创新导报.2013年22期
本文结论,上述文章是关于水力方面的大学硕士和本科毕业论文,可作为割刀相关论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
水力引用文献:
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[3] 水力压裂和水力论文参考文献范文 关于水力压裂和水力相关开题报告范文2万字
