一种新型多级分段压裂自动投球器

• 作者: 兰文剑 刘延鑫 吕孝孝 张砚雯 杜明超 王旱祥 车家琪
• 来源期刊: 天然气工业
• 关键词: 转板式 大通径 投球器 储球筒 页岩气 水平井 多级分段压裂 FEM ALE FEM-SPH
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 钻井工程
• 页码范围: 76-81
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2019.04.010

摘要

投球压裂是页岩气水平井分段压裂改造的常用技术,目前的投球器存在着压裂球尺寸小、投球数量有限、结构过于复杂、适用性差等问题,不能满足页岩气井大通径、小间距压裂作业的需求.为此,设计出了一种转板式大通径井口自动投球器,该投球器上端设置储球筒,下端的底座内部布置投球机构,通过驱动电机控制投球机构实现逐个投球的功能;采用FEM(有限单元法)对该投球器的投球过程进行碰撞分析,通过任意拉格朗日欧拉(ALE)网格自适应方法和耦合的光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)方法进行仿真模拟和样机实验.研究结果表明:①投球碰撞在转板上边缘处产生最大的等效应力、等效塑性应变和位移,产生的最大应力在600 MPa左右,小于42CrMo的屈服强度930 MPa,满足强度要求,并且具有一定的安全余量;②样机成功实现了投球直径介于64～108 mm、投球级差为4 mm的12级分段压裂连续投球测试.结论 认为,该投球器操作简单、适用性广,可有效满足页岩气水平井多级分段压裂工艺的需要.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	兰文剑		4	11	2.0	3.0
2	刘延鑫		20	57	4.0	6.0
3	王旱祥		35	133	6.0	10.0
4	杜明超		6	6	1.0	2.0
5	车家琪		4	1	1.0	1.0
6	张砚雯		2	1	1.0	1.0
7	吕孝孝		5	5	2.0	2.0