摘要：目的提升水平井分段压裂中投球滑套球座的抗冲蚀磨损性能。方法基于流体力学、冲蚀理论,采用Fluent软件建立压裂球座固-液两相流冲蚀模型,对球座冲蚀磨损进行研究,分析不同角度下双锥面结构对球座冲蚀磨损的影响。在此基础上,开展球座冲蚀试验,研究3种不同表面材料对球座冲蚀的影响。结果数值模拟显示,球座的冲蚀磨损主要发生在前端锥面上,最大冲蚀速率发生在锥面与密封面交接处。其原因是,锥段直径逐渐减小,导致固相颗粒在过流断面上的速度和浓度增加,动能增大,使得在斜面导流作用下对锥面的撞击与切削次数增多,冲击力增强,造成壁面材料损失。冲蚀试验结果显示,在3种不同表面材料球座的冲蚀中,双涂层(有机涂层+碳化钨涂层)球座的耐冲蚀能力优于碳化钨涂层和硬质合金球座。结论设计双锥面结构球座时,合理地选择锥面角度能够有效提升球座的耐冲蚀性能,否则会导致球座的抗冲蚀性能下降。对球座进行表面喷涂强化处理时,较单一涂层而言,选择双涂层的抗冲蚀能力更好。

摘要：球座专用杠杆脱模式模架贺汉森（武汉粉末冶金厂，武汉４３００３４）我厂生产的球座产品（图１）带有一个台阶，原设计为手动模具，后来将手动压制改为自动压制。在设计球座自动压制的过程中曾制定了几种方案，但只有楔插式和扛杆式的脱模方案比较合理。针对这两种方案，...

摘要：针对压裂球座锥段处冲蚀磨损严重将影响滑套的开启和压裂施工正常进行的问题,基于固液两相流和冲蚀理论,建立了压裂球座冲蚀模型,分析了球座冲蚀磨损原因。采用控制变量法,分析了压裂液排量、颗粒浓度、颗粒直径、黏度对球座冲蚀磨损的影响。通过分析可知:随着压裂液排量和颗粒浓度的增加,球座冲蚀速率增大;随着颗粒直径和黏度的增加,球座冲蚀速率减小。为减少球座冲蚀磨损,分析了不同锥角和结构形式的球座锥段冲蚀速率;得出锥角在20°~30°范围内最为合理,锥段为凹面结构和双角度结构的球座,其冲蚀速率都较小。分析结果对水平井投球滑套分段压裂技术的改进和现场压裂施工具有指导意义。

摘要：采用Fluent软件对随钻扩眼器控制短节中球座周边流场进行流场仿真,并通过速度流场的分析以及优化前后速度的对比,对扩眼器流道结构进行优化。仿真结果表明,通过采用优化后的球座结构以及球座外滑套结构,能够有效减小流体对球座和球座外滑套内壁的冲蚀,平缓流场。研究结果可为工程上流道结构设计提供一种新的优化思路。

摘要：投球式滑套为裸眼分段压裂管柱中建立压裂级数和压裂过流通道的关键部件,但目前国内尚未开展滑套球座与其匹配的憋压球的密封能力、滑套球座的可钻性与耐冲蚀性方面的研究。通过滑套球座的结构设计、憋压球的材料优选及球座与憋压球密封能力的有限元分析与试验,研究了滑套球座与憋压球之间的密封技术;通过滑套球座材料优选和相关试验,研究了滑套球座的可钻性;通过滑套球座表面硬化处理探讨及冲蚀和密封试验,研究了其耐冲蚀性能。8井次共72段的现场试验表明,滑套设计合理,性能可靠,解决了投球式滑套高承压密封及完井管柱的全通径问题。

摘要：为解决随钻扩眼器控制短节中球座的周边冲蚀问题,采用Fluent软件对随钻扩眼器控制短节中球座周边流场进行仿真,并优化流道结构。仿真结果表明:未投球状态下,冲蚀影响较大位置出现在球座收缩处,优化后的参数为流道入口直径60 mm、轴向高度46 mm、收敛角度80°;已投球状态下,对冲蚀会影响控制短节再次使用的流道结构进行模拟和优化,结果为流道入口半径r_1=49 mm,球座上端外部新流道环形空间部分的外径r_2=62 mm,β=45°,流道轴向高度h=13 mm。采用优化后的球座结构以及球座外滑套结构,能够有效减小流体对球座和球座外滑套内壁的冲蚀,平缓流场。研究结果可为工程上流道结构设计提供一种新的优化思路。

摘要：球座可提出式全通径滑套可通过球座打捞机构将各级球座一次提出井口,实现管内全通径,要求球座打捞机构轴向插入载荷小,承载能力强。为此,设计了新型高承载球座打捞机构,采用理论计算和有限元分析方法,分析了齿根面锥度和承载面角度对轴向插入载荷和承载能力的影响规律,并确定了最优参数。分析结果表明,与常规球座打捞机构相比,新型高承载球座打捞机构轴向插入载荷降低了75%,当齿根锥度为1∶16时,轴向插入载荷约为2kN,轴向极限抗拉强度达到500kN。当承载面角度小于90°时,随着齿根锥度增大,球座打捞机构的轴向承拉能力随之增强,轴向插入载荷随之降低。高承载球座打捞机构模拟入井试验一次打捞成功,表明高承载球座打捞机构能满足现场应用要求,为提高球座打捞成功率提供了新的技术途径。

摘要：针对水平井投球式滑套分段压裂技术在现场施工中极易出现压裂液中固相颗粒对球座冲蚀磨损问题,文章提出在球座表面喷涂硬质合金涂层和碳化钨涂层的方法,探索球座的耐冲蚀性能;运用欧拉-拉格朗日法、浓密离散相模型和半经验冲蚀模型求解了颗粒对球座的冲蚀速率。结果表明,数值模拟能够较为精确地预测不同涂层球座冲蚀后的轮廓;与碳化钨涂层相比,硬质合金涂层更耐冲蚀,随着冲蚀时间延长,球座质量损失逐渐增加。该模型能够用于预测球座复杂流场的冲蚀,有望为球座进一步优化设计提供参考。

摘要：水平井裸眼压裂技术是水平井增产的重要技术,球座是水平井压裂关键工具之一。通过建立球座的几何模型,采用Fluent软件,使用离散相模型和磨蚀模型对球座的磨损形态及流道两相流动状态进行数值分析。分析结果表明,在砂粒对球座的冲蚀磨损过程中,球座壁面处砂粒浓度越高,砂粒与壁面的撞击概率也越大,从而导致较为严重的冲蚀磨损;球座锥段处流道流通面积不断缩小,流场速度梯度变化最为强烈,从而导致部分砂粒脱离主流流线冲击球座锥面,产生冲蚀磨损现象。该项研究结果对球座的设计具有指导作用。

摘要：研磨是传统的精密加工方法,在精密加工中占有重要的地位。本文通过安装节球座研磨介绍了内球孔面的研磨方法、工艺参数的选择、研具及研磨工装设计等内容,提供了提高研磨效率的方法。