（图纸+论文）轮式电动扶正器的设计（全套完整）

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《（图纸+论文）轮式电动扶正器的设计（全套完整）》修改意见稿

1、“.....各种不同类型的扶正器组合利用是可以弥补单扶正器下入时存在的缺陷，可以有效提高的扶正效率。常规扶正器刚性扶正器刚性扶正器分为半钢性直条式螺旋式等类型。半刚性扶正器具有非铰接的环箍，同时有刚性的弹性片焊在环箍上，这样的扶正器可以允许绕着管柱进行旋转。在环空注水泥的过程中可以通过旋转套管来提高注水泥的顶替效率，提高固井的速率。与滑块及底座之间铰接，所述滑轴靠近中接头侧开有供推块滑动的通孔，通孔通过滑轴的轴线，销钉的高度大于滑轴直径。所述梯形丝杠传动机构包括相互配合的梯形丝杠和螺母，梯形丝杠输入端通过联轴节与电机连接，螺母输出端与螺母推块固定连接。该扶正器的工作原理是使用的时候给电机供电，电机正转通过梯形丝杠传动机构带动推杆动作，推杆拉着滑块上移，压缩弹簧，扶正器支撑臂收缩，方便扶正器下入套管中，此时扶正器的支撑臂与套管壁始终不接触。当扶正器下入到指定位置后电机反转，利用梯形丝杆的传动，将支撑臂打开到与套管接触，后电机停止转动，起到扶正作用。当工作结束后，给电机供正向电，再使支撑臂收起，从而方便扶正器的提起......”。

2、“.....避免了两者的直接接触，减少了冲击，可以有效地提高支撑臂的寿命扶正器在工作过程中靠弹簧的弹力进行扶正，弹簧驱动避免了电机驱动中的电机短时过载而烧毁电机现象该扶正器通过梯形丝杠机构变电机转动为直线运动，梯形丝杠具有自锁功能，避免了在弹簧力作用下支撑臂自动张开该扶正器在工作过程中，当推块松开时，扶正器支撑臂是靠弹簧压力作用而张开，并不是靠推块推动，所以当电机失灵时，该扶正器相当于普通的机械扶正器，可以有效的实现其的上拉与下行，满足其在正常工作过程中的需要。该扶正器保护筒通过螺纹与上部悬挂器，扶正器主体不受拉力，避免了下部过大拉力对扶正器主体的损坏图轮式电动扶正器结构承压管电机梯形丝杆螺母中接头推杆滑轴滑块支撑臂底座轮式电动扶正器尺寸的设计支撑臂支撑臂是扶正器中最重要的个部分，其设计的好坏将直接影响到整个设备的稳定性与可靠性，因此需要对其进行详细的设计。通过前期的调研与分析，在设计扶正器时参考石油套管的尺寸进行设计，该扶正器结构以寸管内径作为设计基准,考虑支撑臂两连杆角度为度时进行相应的设计计算......”。

3、“.....利用几何原理得到式。图支撑臂简化几何模型根据图对支撑臂在套管中的简体模型，套管外径为，滑轴的半径为，带入相应的几何参数，并利用相应的几何关系可以求得此时支撑臂的长度为，对支撑臂的长度取整为。在设计过程中考虑到承压筒的外径，则可以利用相应几何原理，勾股定理求得支撑臂夹角为度。使用完毕后，停泵，扶正条在自身弹力的作用下收缩，恢复初始状态，提出井口。该扶正器在液压作用下工作，其稳定性好，可靠性高，无冲击但其可变径范围比较小，在入井以及提起的过程中容易产生卡住等现象，而且其也存在套独立的液压系统，增加了整个系统的复杂性。图变径扶正器内筒可膨胀管锥管液缸内套扶正器方案的确定通过以上对各种新型扶正器的分析以及市场调研如下表，可以得出以下结论优点缺点刚性扶正器有很高的支撑力和较低的启动力或位移力,能使套管顺利下入同时又保持较高的居中度对井眼的要求较高,不能有缩径井段刚性扶正器还会增加管柱的刚度,造成下套管困难造价高制造工艺复杂弹性扶正器根据弹簧原理设计它有较高的回复力即扶正力,扶正力的大小取决于载荷的大小。制造工艺简单,价格低......”。

4、“.....影响套管的正常下入，摩擦力大，影响寿命滚轮扶正器滚轮扶正器在套管上可以自由转动和上下滑动，也可以用固定螺钉或固定环将其固定在套管的个部位强度低寿命短表各扶正器的优缺点通过对新型扶正器从稳定性变径范围分析转盘式扶正器可靠性高且没有冲击，再考虑其支撑臂直径的可调性，结合弹性扶正器的优点可以以此为基础建立以电机弹簧为驱动的扶正器，并且为减少摩擦利用滚轮将滑动摩擦变为滚动摩擦，以增加扶正器的寿命。本文对轮式电动扶正器的设计做详细的介绍。小结本节主要是根据设计的需要，利用现有的新型扶正器为原型，通过对这些扶正器原理的分析。比较其稳定性可靠性变径范围等因素。最终确定利用电机作为驱动的扶正器设计方案。.扶正器结构设计轮式电动扶正器的结构及工作原理轮式电动扶正器主要有电机梯形丝杆螺母组合推杆滑块支撑臂等机构组成。如图所示。该扶正装置端通过推杆连接有滚珠丝杠传动机构，该滚珠丝杠机构另端与电机连接，滚珠丝杠传动机构和电机外套承压筒推杆和机械扶正装置同轴布置且贯穿整个机械扶正装置，推杆上加个销钉，利用销钉控制滑块的移动......”。

5、“.....该中接头另端连接直径小于中接头的滑轴，滑轴的末端连接支撑臂底座，滑轴上安装可沿其滑动的滑块，滑块与中接头之间设置弹簧，滑块与底座之间安装支撑臂，支撑新型的扶正器不断出现，但其主要原理还是利用扶正器支撑臂支撑套管的内径，保证仪器在套管中的居中度，同时减少仪器与套管的接触，增加仪器使用的寿命。例如伸缩式扶正器，其在支撑臂收缩的状态下下入井中，在指定位置利用驱动打开支撑臂，这样在其下入过程中减少了与套管的摩擦，同时还可以在最终保证其的居中度，可以有效的防止卡钻事故的发生。.扶正器设计方案的确定扶正器般工作于在深水套管中，考虑到深水中的各种物理因素如压力高温度低能见度低等复杂的条件特点。则所设计的扶正器为实现其工作的可靠性，应尽量使其结构简单，运行方便，可以满足长期工作的目的。根据这些要求参考伸缩式扶正器以及变径扶正器提出利用电动机进行驱动，并利用滑轮来与套管接触可有效的减小摩擦，避免刚体之间的直接碰撞，减少了冲击，有效提高了支撑臂的寿命。伸缩式扶正器伸缩式扶正器通过控制支撑臂的张开与收起，来减小其在下井过程中的阻力......”。

6、“.....在支撑臂长度确定的情况下其可变径范围也是比较大的。转盘式扶正器图转盘式扶正器内管外筒推筒滑块导轨组合支撑臂转盘驱动式扶正器结构如图所示，主要有内管外筒销轴推杆滑动轴承滑块导轨组合支撑臂等组成。该扶着器的基本工作原理是其外筒表面开有直线形槽，不转动，与上部井口悬挂器外壳联接。而内筒则与上部悬挂器旋转轴连接，可转动。内筒与外筒之间加有推筒，推筒表面开有圆形孔，三者通过销轴连接。内管的下部安装滑块，同时滑块上连接对支撑臂起支撑作用。在其工作过程中外部旋转轴转动带动内筒旋转，内筒的旋转推动销轴，销轴沿着外筒的直线槽向下运动，推动推筒向下移动，推筒的运动推动滑块运动，滑块带动支撑臂运动，实现其的张开，达到扶正的作用。为防止内管带动导轨滑块组合旋转，二者之间安装滑动轴承。绪论.课题背景及研究现状课题背景及研究意义近几年来随着海洋石油工业的迅猛发展，在海洋领域新建的石油生产设施越来越多。目前海洋油气田的开发基本上都要经过勘探开发工程建设生产和废弃处置这几个过程，在油气田的开发生产过程中需要测量大量的参数使用各种仪器......”。

7、“.....需要使仪器处于油管的中心位置，防止其在工作过程中出现误差等问题。在石油的开采过程中为了封隔易塌易漏等复杂的地层，保证钻井的顺利进行。同时为了封隔油气水层，建立油气流出的通道，防止产层之间的互窜以及方便安装井口，因此在开采过程中需要下套管，并进行相应的固井工作，以便进行石油的后续开采工作，而固井工程又具有定的特殊性，其为次性过程，如果质量不好，般情况下是无法补救的。同时因为它的隐蔽性，主要过程集中在井下，施工时不容易直接观察，质量控制的好坏将直接影响后续工程的实施。因此在固井作用中下套管的过程需要保证套管在油气井眼中的居中度，这是油气井固井质量好坏的决定因素之,同时扶正器的安放位置也是套管是否居中的基础。另外油气田的使用期限到期后废弃处置是其必经的最终环节。按照相关的法律法规，海上平台的工作寿命到期后，如果没有其它的用途，必须对其进行废弃拆除。而在进行海上平台的拆除过程中，必然也设计到对各种仪器的使用，而使用过程中也涉及到其居中度的问题。另外在进行拆除切割过程中由于受到水下工况的限制，传统的技术在运用过程中变得越来越困难......”。

8、“.....目前所使用的扶正器多为机械式扶正器，其扶正支架始终与管壁接触，而接触压力小了将起不到扶正的作用，但若是接触力过大的话将直接导致下井困难，在井中上提，下拉时摩擦力较大，上提下拉困难。同时由于摩擦力大，其磨损也较严重，直接影响扶正器的使用寿命。本课题研究主要是针对目前石油开采中扶正器井下作业发生卡钻等事故，设计出利用电机驱动扶正器的支撑臂的支撑与收缩动作。并且利用轮式机构的设计，将之前的滑动摩擦变为滚动摩擦，在不改变支撑力的前提下，有效的减少了摩擦力，提高扶正器的使用寿命。使扶正器在保证其正常扶正作用的前提下，可以提高其在工作中的可靠性。同时通过电机与弹簧组合来控制支撑臂的张开角度与支撑直径，从而实现扶正器在多种尺寸套管内的工作。扶正装置的发展现状扶正器主要分为常规扶正器与新型扶正器两种。常规扶正器指套管油管中用于固定套管及抽油杆的扶正器。抽油杆扶正器可以保证油管的居中，消除油管套管之间的偏磨。同时套管在井眼中的居中度是油气井固井质量好坏的决定因素之，抽油杆在油管中的居中度严重影响着抽油杆及油管寿命......”。

9、“.....不同类型扶正器的性能对套管抽油杆的下入和最终的居中度有着不同的影响。目前国内使用的套管扶正器主要有三种刚性扶正器,其扶正力为最大,有导流功能,但刚性也最大双弧弹性扶正器,其扶正力为单弧扶正器的两倍单弧弹性扶正器,其扶正力比双弧弹性扶正器较小。目前国内水平井的固井工程是在在井的水平段选用双弧弹性扶正器和刚性扶正器间隔加入的方法,每加只弹性扶正器和个刚性扶正器,其扶正力足以支撑起平躺套管的重力,从理论计算和实际施工结果看其可以有效的保证套管居中度并满足大于水平井固井水泥浆体系的要求。随着技术的不断发展，为了满足不同的扶正要求，新型的扶正器也不断地涌现。如可变径扶正器电动扶正器等同时，各种不同类型的扶正器组合利用是可以弥补单扶正器下入时存在的缺陷，可以有效提高的扶正效率。常规扶正器刚性扶正器刚性扶正器分为半钢性直条式螺旋式等类型。半刚性扶正器具有非铰接的环箍，同时有刚性的弹性片焊在环箍上，这样的扶正器可以允许绕着管柱进行旋转。在环空注水泥的过程中可以通过旋转套管来提高注水泥的顶替效率，提高固井的速率......”。

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