[发明专利]弹性球座的设计方法

说明书

本发明提供了一种弹性球座的设计方法，该弹性球座的设计方法包括：获取弹性球座的初定参数值，初定参数值包括基本参数组、第一参数组、第二参数组和第三参数组；根据实际强度和材料强度之间的关系，确定第一参数组的目标值；根据弹性球座通过滑套的通过条件，确定第二参数组的目标值；根据弹性球座卡接滑套的定位条件，确定第三参数组的目标值。通过本申请提供的技术方案，能够解决现有技术中的弹性球座结构不合理、影响滑套打开准确度的问题。

技术领域

本发明涉及油田生产技术领域，具体而言，涉及一种弹性球座的设计方法。

背景技术

为了提高固井滑套无限级分压作业的效率，降低作业成本。技术人员希望不借助诸如连续油管车等地面配套设备，仅仅通过在井口投入相应工具就能完成滑套打开的操作。目前此类相关技术有以下几类：

有限级投球式固井滑套分压，该技术可以通过从井口逐级投一定级差的压裂球依次打开井下滑套的方式进行压裂。

无限级投球固井滑套分压，该技术的滑套内部有计数装置，可以允许通过设定数量且尺寸相同的压裂球，实现了投球无限级压裂的功能。

投镖式无限级固井滑套分压，该技术可以通过从井口投相同尺寸飞镖的方式逐级打开井下滑套进行压裂。

还有一种是使用具有弹性、在外力作用下可收缩的弹性球座逐级打开井下滑套进行压裂，但该弹性球座的结构往往不易与井下滑套相匹配，影响滑套打开准确度。

发明内容

本发明提供一种弹性球座的设计方法，以解决现有技术中的弹性球座结构不合理、影响滑套打开准确度的问题。

本发明提供了一种弹性球座的设计方法，弹性球座的设计方法包括：

获取弹性球座的初定参数值，初定参数值包括基本参数组、第一参数组、第二参数组和第三参数组；

根据实际强度和材料强度之间的关系，确定第一参数组的目标值；

根据弹性球座通过滑套的通过条件，确定第二参数组的目标值；

根据弹性球座卡接滑套的定位条件，确定第三参数组的目标值；

其中，基本参数组包括D、d、a、μ、E以及P，D为球座台阶最大外径，d为球座本体最大外径，a为有效悬臂长度，μ为摩擦系数，E为材料弹性模量，P为液体压强；

第一参数组包括b、h、n，b为弹性爪本体的宽度，h为弹性爪本体壁厚，n为弹性爪数量；

第二参数组包括α₁、L_max，α₁为管柱内径变动处形成的台阶角度最小值，L_max为开槽总长度的最大值；

第三参数组包括α₂、L_min，α₂为管柱内径变动处形成的台阶角度最大值，L_min为开槽总长度的最小值。

进一步地，根据实际强度和材料强度之间的关系，确定第一参数组的目标值，具体包括：

根据第一参数组获取实际应力值；

判断第一参数组获取的实际应力值是否满足：

σ1＜[σ] 公式1；

若不满足则对第一参数组内参数进行调整以使其满足公式1，其中，σ1为实际应力值，[σ]为材料许用应力。

进一步地，根据弹性球座通过滑套的通过条件，确定第二参数组的目标值，具体包括：

判断初定参数值是否满足：