基于计算流体力学理论，针对旋转条件下超高压双流道PDC钻头的流场进行了数值模拟研究。结果表明，在旋转条件下超高压双流道PDC钻头的流场与不旋转时井底流场相似，也可以分为4个区域，即冲击区、漫流区、漩涡区和上返区；怛是随着钻头的旋转，井底流场部分水力特性发生了改变。该结论在超高压双流道PDC钻头的水力结构设计方面起到了重要作用，...
针对寄生管充气钻井技术的特征，选用Hasan多相流计算模型，确定了井筒环空的流型和压降计算方法，给出了编程求解的计算流程。利用新疆某充气欠平衡井的数据进行计算，对井筒压力、流型变化、含气体积分数随注气量、钻井液排量、井口回压的变化规律进行了研究。在寄生管充气钻井的过程中，井筒环空压力随注气量的增大而减小，随钻井液排量的增...
直井钻井过程中的井斜问题一直没有较好的解决，传统的方法效率低下，而先进的自动垂钻工具成本又过高。对双稳钻具组合的力学性能进行了分析，通过设计具有切削功能的扩眼稳定器，并优化各稳定器的位置，提出了带有扩眼稳定器的双稳防斜钻具组合。经过试验测试，设计的扩眼稳定器在扩眼钻进过程中运行良好。理论分析表明，这种由小钻头、扩眼稳...
据报道，截至2011年1月25日，宝石机械已累计申请国家专利397项，获得专利授权319项，专利申请量连续5年保持23％以上增速。“十一五”期间，宝石机械获得专利授权257项，占中国石油装备制造板块的65％。先后研制出了超深井钻机、特深井钻机、深井拖挂钻机、人工岛钻机、大功率高压钻井泵以及一系列海洋装备等一大批技术含量高、市场前景好、具...
为了确保嘭胀波纹管能满足其在膨胀后具有尽可能大的抗外挤强度和抗内压强度等性能要求，重点对YS1、YS2和YS3这3种材料的波纹管成型及膨胀过程力学性能变化进行了分析，模拟分析了波纹管膨胀压力，并在地面对波纹管进行了膨胀试验。试验及模拟结果表明，对0241．3mm井眼用的2种管材的波纹管，液压膨胀模拟到16MPa，具有较好的膨胀圆度；对3种常...
选取6根φ139．7mm（5％英寸）J55套管，在膨胀锥角5、8和10°及膨胀速度5和10m／min条件下，对其中5根套管内壁做润滑处理后进行实物膨胀试验研究，另外1根套管只做原始抗挤强度试验。结果表明，磷化润滑处理后的套管与心头间的摩擦因数小于牛油石灰润滑处理后套管与心头间的摩擦因数，改善膨胀套管内壁的润滑条件，可以大大减小膨胀液压力；随着...
为了获得较高结合强度的高质量涂层，采用异质金属丝电弧喷涂工艺在Q235钢板表面制备锌铝伪合金涂层，并对涂层进行整体重熔处理。对比分析了整体重熔处理前、后涂层性能的变化情况。分析结果表明，经过整体重熔处理，基体中的铁元素扩散到涂层中，构成多种铁铝金属间化合物和铁锌金属间化合物，锌铝伪合金涂层转变为合金层；整体重熔处理大大降...
以ABAQUS软件为求解器，开发了针对深水钻井隔水管法兰式接头的有限元分析专用程序。该程序利用ABAQUS命令流建立法兰接头的有限元模型，采用Python语言实现其建模和求解过程的参数化，再通过VisualBasic环境设计用户界面。Cameron公司某等级RF型钻井隔水管分析实例表明，其螺栓最大等效应力发生在螺栓肩部，与实际情况吻合。说明程序具有较好的...
针对气体钻井钻杆偏磨较为严重的问题，基于气体钻井钻杆磨损数据调研，建立了磨损后钻杆有限元模型，对钻杆接头和本体均匀磨损、一侧偏磨和两侧偏磨后剩余强度进行了数值模拟。通过对5％FH-72S钻杆磨损后剩余强度计算分析后，得出如下结论：钻杆接头和本体均磨、一侧偏磨和两侧偏磨后应力峰值较大，与之对应的钻杆接头剩余强度降低较快，钻杆...
针对常规扩眼器井眼扩大率较小，难以满足套管钻井作业要求的问题，设计了一种用于套管钻井技术的液压臂式扩眼器。综合考虑钻井液流量、主喷嘴结构、心轴与壳体的摩擦力等因素对扩眼臂张开程度的影响，建立了该扩眼器串联在钻头上方时扩眼臂的力学模型。计算表明，扩眼臂的旋转角速度与心轴上下运动线速度呈线性关系；扩眼臂与井壁接触后产生的...
随着世界性经济发展和能源危机矛盾的日益加剧，石油勘探开发不得不更多地深入到深海和极地高寒地区。北纬38°以北的高纬度地区蕴含了大量的石油资源。我国东北、西北以及俄罗斯、加拿大等地区，冬季温度低、时间长，要求钻机能够在-45℃环境下正常工作。现行钻机都属于常温环境钻井装备，难以适应高寒地区石油勘探开发作业要求。美国API规范推...
针对连续管在井眼中的受力特点，考虑连续管自重、井壁支反力、井壁对连续管的轴向摩擦力、连续管内外流体压力和粘滞阻力、井斜角、方位角以及流体对连续管的浮力等对连续管力学行为的影响，建立了井下连续管轴向力分析模型。编制了相应的力学分析软件，并结合具体的作业工况，对连续管轴向力及其影响因素进行了深入分析。计算结果表明，摩擦因...
为了合理地使用螺杆钻具进行防斜打快作业，采用有限元分析方法，建立了单弯螺杆钻具组合下部结构的力学模型，并利用该模型定量分析了该钻具组合的力学特性，同时对比分析了影响该钻具组合控制井斜的主要因素。计算结果分析表明，利用单弯螺杆钻具控制井斜时，要综合考虑各种因素，对下部钻具组合进行力学计算，优选螺杆（包括弯角大小、肘点位...
针对以往的分层测试存在测试难度大、测试周期长和测试效率低等问题，开发了新型投捞流量一体化投捞器。该投捞器在投水嘴的同时可测出分层流量，即投1次水嘴少拉1次水量。可提高测试效率，节省测试时间。现场应用情况表明，采用新型投捞器比常规投捞可减少3次起下钢丝的时间，节约时间40％左右，从而提高了测调试效率。
针对现有机械式脱手工具存在随管柱下入中途遏阻后不能传递扭矩和丢手后不能回接的问题，研制出新型导向液压丢手工具。该工具能有效地消除管柱下入遇阻后不能进行下压正转或反转操作的问题，降低了电缆护罩丢落的打捞风险，实现了在未回接状态下配合导向接头进行钢丝作业的技术目标，且具有作业过程简单、成本低和效率高等优点。现场应用表明，...
针对目前油田所用的测斜仪已不能完全满足深井钻井工艺要求的问题，研制了随钻井斜监测预警系统。该系统包括井斜测量工具和地面接收仪器2大部分，可根据不同井深的井斜角度要求进行随钻监测，对井斜角度起到预警作用。该系统中的井斜测量工具为机械液压式结构，结构简单，适用性强，可降低测斜强度，提高测斜的工作效率，缩短钻井周期。试验及...
针对低产油井普遍存在供采不平衡、泵效低以及杆管偏磨突出等问题，研究开发了以小直径抽油泵、抽油杆防失稳技术、杆管减磨接箍技术和低产井优化设计技术等为主的低产井有杆泵高效举升配套工艺。采用该配套工艺既能充分发挥和协调油层的供液潜力及抽油设备的排液能力，又可以解决杆管失稳弯曲造成的杆柱冲程损失及偏磨问题，实现了小直径抽油泵...
针对扶余油田扶余油层与杨大城子油层产出差异大，杨大城子油层潜力难以发挥的问题，研制了双流压分采工艺管柱。该管柱采用高溢流出口，有利于全井含水的降低，上部油层溢流孔的高度与2层合采的动液面高度相当，有利于保持全井的产液量，达到控制上部油层流压的目的。吉林油田扶余采油厂7口井的试验结果表明，双流压分采工艺管柱工艺成功率100...
针对深层特稠油油藏吞吐开发后期呈现出的油层压力低、井况复杂、出砂严重、措施井排水期长、产油量低、吞吐效果差和停产井多等问题，开展了吞吐后期提高单井产量综合技术的研究与应用。这些技术主要包括螺杆泵冷采、套损井修复、化学辅助吞吐增油和几种防砂技术。通过对洼38块特稠油油藏开展提高单井产量综合技术研究与应用后，与2005年12月相...
胜坨油田由于放溢流造成砂卡交大修的井很多。为此，开发了带压修井装置。该装置采取修井机与带压作业井口装置各自独立、分体运行的方式，可以在油气水井井口带压的情况下实现管柱安全、无污染起下作业，解决了高压水井、自喷油井、压裂井和高压低渗井的作业难题，提高了注水时效和水井利用率，可避免因压井对地层造成的伤害，进而提高了油井的...
为了最大限度地提高苏里格气田低压、低渗透气藏的产量，开展了低渗透气藏水平井裸眼选择性分段压裂工艺技术的研究与应用，由于完井方式的不同、井身轨迹弯曲和井眼尺寸等因素的限制，使得裸眼水平井与直井以及套管固井水平井的选择性压裂完井管串有很大区别。据此介绍了利用油管作为完井和压裂管串一趟下入裸眼水平段中，不需要下套管固井、射...
随着钻井技术的进步，要求钻杆接头可传递更大的扭矩以适应各种复杂的工作环境，因此对其抗扭性能研究变得尤为重要。为此，设计了一种新型双台肩钻杆接头。与一般的双台肩钻杆接头相比，新型钻杆接头增加了外螺纹接头和内螺纹接头圆柱孔部分的长度，使得钻杆接头可以保证钻杆在井下传递更大的扭矩而不发生失效。利用有限元软件建立了API标准接...
钻柱的粘滑振动是由强烈的扭转振动和井下摩阻导致的一种破坏性极强的扭转振动。这种振动表现为，在一段时间内钻头静止不动，当加在钻柱上的扭矩足够大时，钻头突然高速转动。首先建立一个钻柱粘滑振动力学模型，分析了粘滑振动的运动方程，得到钻柱粘滑振动的一般规律。钻柱的粘滑振动是一种强烈的低频振动，在振动过程中钻头的瞬时转速很高，...
由于复杂结构井的大量出现，要完成复杂井眼轨迹，尤其是真正实现井下闭环控制，必须研制更加灵活的全方位可调的井眼轨迹控制工具。为此，重点介绍了国外BakerHughes、Sehlumberger和Halliburton3家具有代表性石油技术服务公司的3种工作方式的井眼轨迹控制工具的工作原理及特点，并简要地介绍了我国井艰轨迹控制工具的研究现状，最后就井眼轨迹...
我国的油气管道发展空间极其广阔，研究原油输送腐蚀检测器将对我国打破国外技术封锁，保障国家原油安全输送有重要的战略意义。在介绍了几种管道内检测技术优缺点的基础上，指出了我国管道内检测技术的技术现状。还介绍了国外和国内管道内检测装置的发展状况和水平，最后指出我国应充分发挥油气管网监控与数据采集系统的全局优势，优先发展超声...
为了提升钻井过程的安全性和可靠性，加快开发具有我国自主知识产权的分流器，介绍了国外几家公司分流器系统的发展情况，并对不同类型分流器系统的技术特点进行了分析，同时还对分流器在自升降平台、浮式平台和动力定位平台上的配置型式进行了详细说明。最后根据目前使用的分流器系统存在的问题，提出了分流器系统技术发展及应用建议。
智能完井技术能够动态监测井下储层状态、远程控制井下开采，从而起到改善油藏管理和节省修井时间的作用。在简述智能完井系统的组成之后，介绍了国外几种典型的智能完井系统，包括Halliburton公司的SmartWell完井系统和SCRAMS系统、BakerHughes公司的Inforce智能完井系统、BakerOilTools和Schlumberger联合开发的InCharge智能完井系统、Weather...
针对辽河油田低压漏失井较多，采用常规冲砂技术无法在井中建立有效循环，砂液无法排除，以及严重影响油井产量的问题，研制了反循环双级冲砂接头。该冲砂接头利用动力轴承和特殊密封装置，在三通壳体内分内、外循环通道，在保障循环的同时实现了其旋转功能，并能在高压状态下进行施工。它可同时实现进口、出口的有效结合，配合双级管柱等其他装...
针对目前的顶驱导轨安装和拆卸时存在费时费力、效率低、成本高及操作复杂等问题，设计了快速自动定位式顶驱导轨。该导轨操作简单，定位方便快捷，装卸效率高，而且安全可靠，具有免维护的特点。现场应用表明，该导轨与顶驱主体安装时间仅需1．5h，同时减少了操作人员，减轻了工人的劳动强度，具有良好的应用前景。
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