石油开采注水管内壁切削刀具分析

摘 要：注水管内壁切削除垢技术是一种机械除垢方式，能有效地增大注水管工作内径，从而提高注水效率。相对于化学除垢以及高压水射流除垢，机械除垢更加环保、操作更加方便，除垢效果也更加显著。根据垢物切削机理模型的特点，对所设计的刀具进行有限元分析。对注水管结垢试件进行了切削除垢试验，为进一步改进刀具提供了依据。

关键词：人工注水；切削除垢；脆性材料；刀具；应力分布

引言

在石油开采过程中，为提高原油采收率常常利用人工注水或注气的方法，增补油藏能量使原油得到连续开采，所采用的人工注水方法会使注水管内壁形成垢物，导致工作管径缩小，影响注水效率。国内外对管内壁除垢技术展开了大量研究，这些研究主要集中在化学除垢和高压水喷射除垢方面，而在机械除垢方法研究相对较少，故通过对脆性材料切削机理的研究及设计合适的切削装置，对注水管内壁切削除垢技术进行试验和理论研究，进而提高注水管除垢的效率和可靠性，这对于注水管内壁除垢技术实践应用具有现实指导意义[1]。

1 注水管内壁切削除垢刀具设计

除垢器结构如图1所示，主要由切削装置、磨铣装置、传动装置、密封扶正装置组成。这里将针对切削装置的刀具进行研究分析，提高刀具切削性能。刀具是切削除垢系统的核心部分，刀具结构决定了切削除垢过程应力、应变的变化效果，以及除垢能力的强弱等因素[1、2]。……