1. 研究目的与意义（文献综述）

1. 目的与意义

1.1目的与意义

在石油勘探开发中，需要在套管井内封隔油、气、水层，通过分层试油，试气可取得各层的测试资料及流体性质，更加准确地评价油气藏，为油田开发提供依据。桥塞是一种油田用井下坐封系统，作用主要是对油气井进行封层，具有施工工序少、周期短、封卡位置准确的特点。 可进行油气层的临时性、永久性、选择性封堵作业，在油气田开发中应用范围极广 。

2. 研究的基本内容与方案

2. 设计的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1 设计的基本内容

2.1.1电动桥塞坐封工具设计总体方案

①电动桥塞坐封工具功能分析及设计要求

本次设计中设计桥塞具体尺寸规格见下表1-1

表1-1 桥塞规格数据表

套管	承留气尺寸	工作套管内径	释放 强度	最高工作 压差
外径	重量	外径	总长	最小	最大
Inch	Lbs	Inch	Inch	Inch	Inch	Lbs	Psi
5-1/2	12-23	4.31	20.63	4.58	5.044	33,000	10,000

注： 1 inch=25.4 mm； 1000 lbs=0.454 t； 1000 psi=6.895 Mpa

查阅相关文献确定电动桥塞坐封功能应满足以下功能及设计参数：

1）这种工具是一种电动机械设备，设计上要求它可以产生双向线性变化作用力，既要能推，又要能拉，坐封之后可以启动电机把连接杆再退出来。

2）因为电机依靠地面供电，通过电缆的电流会造成电压损失。

3）电机输出的是高转速，低扭矩，需要转换成低转速，大扭矩。

4）扭矩必须转换成拉力，从而拉断释放环。

5）输出拉力≥135KN。

6）工具尺寸满足工作套管尺寸要求。

7）工具需要在高温高压的环境中正常工作。

② 电动桥塞坐封工具功能实现方法

1）电机一端连接换向装置，通过电机正反转实现双向作用力。

2）坐封工具的配套设施是增压电源，可以把电缆车发电机提供的220V交流电变为直流电，并且根据需要调节电压大小。

3）电机输出的是高转速、低扭矩，使用减速器转换成低转速、大扭矩。

4）减速箱通过齿轮减速，输出动力带动螺旋丝杠传动机构将扭矩转换成拉（推）力

5）丝杠机构带动助力筒上的活塞，通过横截面积的改变加大拉力，当拉力达到释放环断开拉力后，坐封工具与桥塞脱离，实现丢手。

6）在满足参数情况下尽可能选用小功率电机从而满足尺寸条件。

7）选用合适材料。

③ 电动桥塞坐封工具系统的总体方案

如图所示，坐封工具由外筒、直流电机、减速箱、同轴器、丝杠、丝套、助力筒构件组成。系统分为3段，第一段是直流电机和减速箱，直流电机一端通过电线接到换向装置，通过换向装置和定位器想通，另一端输出到减速箱。减速箱通过齿轮减速，输出动力给系统第二段的丝杠，带动丝杠旋转，拉（推）动丝套。丝套和第三段助力筒上的活塞相连，活塞在液缸中，连着连接杆，连接杆下端是公扣，可以连接桥塞的释放环。

2.1.2 电动桥塞坐封工具主要零部件设计

①主要传动方式设计

（1）电机选择：

1）电机类型和结构形式

2）电机的转速

3）电机功率和型号

拉断5-1/2’’ 桥塞的释放环需要13.5吨（33000 lbs）的力量，拉杆的行程为10厘米，如果用300秒的时间，不考虑损耗，需要电机的最小功率为44.1瓦。如果每级传动按20%功率损耗，两级传动需要电机最小功率69瓦。

② 齿轮系传动元件设计

因电机输出转速较高, 需设计传动比较大的减速齿轮机构, 拟采用行星齿轮传动.

③ 液压系统设计

1）缸径选择

2）壁厚设计与校核

2.1.3 电动桥塞坐封工具结构设计及绘图

2.2目标

1）为实现更安全、环保、经济的坐封工具，设计采用电动式电缆桥塞坐封工具。

2）设计有效助力筒，利用静液柱压力提供辅助拉力，极大限度降低电机功率，从而减小设计尺寸。

2.3技术路线：总体方案

3. 研究计划与安排

1-3周：完成开题报告和英文翻译

4-16周：完成设计、仿真和绘图

17-18周：完成报告及答辩

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献：

[1] schlumberger .hydraulicsetting tool[p]. 2014

[2] schlumberger .digitalelectrohydraulic setting tool[p]. 2014