为了实现自动垂直钻井功能，要求执行机构能够对控制系统的指令做出迅速、准确的响应。由于执行机构的结构复杂，通过理论模型研究的方法很难得到其准确的性能参数。因此，建立了室内模拟研究系统，完成了对执行机构工作性能的试验研究，得出了其压力-上盘阀驱动扭矩、流量．压力、压力．纠斜力的拟合曲线方程，为自动垂直钻井系统现场试验提供...
针对钻杆在循环应力下的疲劳问题，通过室内试验测定了S135钻杆钢的扭转疲劳寿命，得到了扭转疲劳的△τ-N曲线，应用统计分析方法得到扭转疲劳寿命公式，并采用扫描电镜（SEM）对疲劳断口进行了观察和分析。结果表明，扭转疲劳裂纹形成于光滑试样表面，且疲劳源的大小随切应力幅值的增加而增加；在疲劳源与疲劳裂纹扩展处的微观形貌特征为典型纯...
以K型试验井架为例，用有限元分析方法，对无损伤井架以及存在截面腐蚀、立柱穿孔、斜撑缺失、载荷偏心等损伤和缺陷井架进行分析与对比。结果表明，立柱锈蚀、穿孔或开裂等局部损伤使井架立柱损伤部位应力明显增大，而对井架的整体应力分布影响不大；基础下沉对井架的下部立柱、人字架和斜撑的应力分布有影响，而对其余各层影响不大；钩载偏心...
天然气在喷管中从亚音速加速到跨音速状态，饱和水凝结析出，通过三角翼后产生旋流，进入旋流段，旋流段的气水分离效率是实现跨音速分离的技术关键。对液滴在旋流过程中的受力进行分析，建立并化简液滴运动方程，结合旋流过程中的压降，得出气水分离效率的计算方法和计算流程。通过分析旋流分离过程的影响因素，获得了不同分离效率下液滴直径与...
API螺纹接头由于本身的结构设计以及加工公差已不能满足高温、高压的密封需要，而国内对气密封接头的密封特性研究较少。为此，对锥面／锥面结构密封采用有限元软件进行模拟，研究特殊螺纹接头锥面／锥面结构密封接触压力分布规律和密封性能，分析并讨论密封结构对主密封接触压力的影响。结果认为，特殊螺纹接头锥面／锥面结构密封主密封上具有...
以在我国南海深水服役的无隔水管钻井液回收钻井系统为对象，进行吸入模块密封胶心摩擦接触有限元分析，研究过盈量对胶心与钻杆及接头间接触压力的影响，分析不同过盈量下胶心与钻杆或接头接触时的胶心Mises应力峰值和摩擦力分布规律，以期为密封胶心优化设计和延寿提供技术参考。建模时胶心材料模型采用近似不可压缩弹性材料的两参数Mooney-Ri...
东辛油田套管腐蚀损坏严重，各影响因素相互关联，很难判断各影响因素的主次关系。应用灰关联分析原理讨论了注入水水质、土壤参数对套管腐蚀速率的影响，针对套管腐蚀速率和影响因素之间复杂的映射关系，在套管腐蚀速率预测研究中引入支持向量机算法，建立了基于灰色支持向量机的套管腐蚀速率预测模型。研究结果认为，东辛油田套管腐蚀的主要因...
《石油机械》始终坚持质量第一的办刊思想，在编委会的有力支持下，经编辑人员的不懈努力，期刊质量不断提高，水平不断上升：期刊的传播力、影响力进一步扩大。编辑部的办刊工作多次受到期刊管理部门的肯定和表彰。
窄钻井液密度窗口极易造成漏、喷、塌、卡等钻井复杂情况，尤其是当钻遇窄钻井液密度窗口泥页岩井段时，水化膨胀作用导致安全钻井问题变得更加复杂。安全钻井液密度窗口的准确建立以及井底压力的精确控制，是窄钻井液密度窗口地层安全、快速钻井的关键。为此，研究了一套窄钻井液密度窗口地层安全钻井井底压力精确控制方法。该方法以精细地应力...
宣页1井的地质构造具有地层倾角大、各向异性、可钻性差及自然造斜能力强等特点，采用多种传统防斜钻具组合钻进，依然无法较好地防止井斜。为此，研制了φ311mm自动垂直钻井系统。该钻井系统包括稳定平台及防斜纠斜执行机构2部分，可以有效解决高陡构造及大倾角地层的防斜打快问题，能够完全释放钻压，在保证井斜精度的前提下，可大幅度提高机械...
对螺旋输砂器的螺旋体进行简化，得到其物理模型，建立了振动方程。针对螺旋体的惯性矩难以计算的问题，提出采用有限元法先计算螺旋体的静挠度，再依据静挠度公式反算惯性矩的方法。以HS360混砂车用螺旋输砂器为例，利用振动学理论计算出螺旋体的固有频率及共振转速，为该型混砂车用螺旋输砂器的工作转速设计提供了理论依据。
运用有限元方法对NK-3SB特殊扣油管接头在不同载荷工况下的连接性能进行分析，重点研究了轴向拉力、内部压力对油管接头应力分布、密封性能的影响。计算结果表明，管体螺纹的受力薄弱区域在管体大端第1牙螺纹根部，上扣后仅受轴向拉伸载荷是油管接头的最恶劣工况。密封面上的接触压力随着内压力的增大而增大，但随着轴向载荷的增大而减小，接头...
目前弯曲井眼中套管抗挤强度计算时没有考虑井眼弯曲的影响，无法确保固完井作业及生产过程中套管的安全。为此，根据弹性力学理论建立了井眼曲率和不均匀外挤力综合影响下的套管抗外挤强度公式。直接建立三维的套管模型，模型长度取10倍的套管外径，在套管的一端施加约束，另一端加弯矩来模拟井眼的弯曲。计算结果表明，在井眼曲率较大时，弯曲...
针对53型双圆弧齿轮减速器传动比小，不能满足低冲次采油需要的问题，建立了齿轮参数的约束条件，应用Matlab软件对双圆弧齿轮减速器进行优化设计，并用该软件中的优化工具箱fmineon找出了齿轮参数的最优解。结果表明，优化后的齿轮结构体积减小了22．86％，即齿轮的质量约减小22．86％，减速器中心距由标准的1000mm变为921mm；优化设计提高了传...
为提高钻机利用率，最大限度降低维护成本，提高钻井作业的经济效益，提出了现代石油钻机的维护策略。首先按照钻机维护周期的结构，分析了确定维护周期的方法。然后依据ZJ90钻机首次故障数据分布进行最小二乘拟合，确定了故障分布规律比较符合威布尔分布，以此提出了钻机维护周期的多目标数学模型。最后利用多目标遗传算法，对钻机维护周期进行...
14型弯游梁抽油机原游梁．平衡臂连接结构存在钢板开裂、连接螺栓断裂和焊缝开裂等故障。为此，对游梁．平衡臂连接结构原结构、1次优化结构和2次优化结构进行故障原因分析和受力分析，应用Pro／M对这3种结构进行FEA计算，得到了3种结构的Von Mises应力。结果表明，一次优化连接结构区域①、②、③、⑥的最大Von Mises应力均小于σs，并且较原结...
针对笼套式节流阀的冲蚀磨损难以计算的问题，提出利用节流阀实际工作时的流量系数变化的方法来计算和比较现场各种节流阀的耐冲蚀磨损性能。应用某气田现场A、B、C3种节流阀在现场初期的工作数据计算了其初期冲蚀磨损情况，并利用流场分析，通过对各类节流阀过流孔入口周围的速度和入射角对比，验证了该方法的可靠性。应用节流阀整个使用期内的...
超声波检测具有可测量绝对壁厚、适应材料多样性等特点，因此超声波检测是海底油气输送管道检测的重点研究方向。介绍了超声波检测原理及超声波检测系统的总体构成，确定了超声波通道数的选择方法及探头工作频率的计算和选择方法。试验及应用表明，海底油气管线超声波检测系统各项指标基本达到技术要求，能够准确检测出正常回波下的壁厚信息及管...
针对传统的RCM技术存在非实时性和静态性等缺点，提出了一种基于状态监测和故障诊断的RCM技术。该技术将状态监测和故障诊断技术与传统的RCM技术相融合，克服了传统RCM技术的缺点，具有实时性和动态性。以某石化厂往复式压缩机为例，应用基于状态监测和故障诊断的RCM技术为该厂压缩机提供了维修策略，充分体现了该技术的实时性和动态性；基于状...
为避免因螺杆泵抽油系统出现故障而造成不必要的经济损失，设计了基于总线技术的螺杆泵在线测试系统。该系统可模拟螺杆泵的实际工况，在线测试螺杆泵工作过程中的电流、电压、进出口压力、流量、转矩、转速、轴向力等参数，计算出螺杆泵的容积效率和综合泵效，并绘制出特性曲线。现场应用表明，系统测试数据和性能曲线可为新泵在高泵效区生产和...
针对目前深抽、稠油以及高含气探井在试油过程中存在抽油泵泵效低、试抽效果差的问题，研究了探井超长冲程高效排液技术。该技术主要采用超长冲程抽油泵、双级井口密封器和超长光杆等工艺，配套应用压裂后抽油泵专用防气装置和探井连续试油排液装置，可减小气体影响，提高冲程利用率和抽油泵的充满程度，从而提高抽油泵泵效和试油效率。探井超长...
水平井常规的找堵水方法难以适应复杂的井况，存在较大的风险。为此，研究了连续管水平井找堵水作业技术——井下开关滑阀及配套的连续管传送井下控制工具。该技术通过下入连续管开关工具管柱，采用机械方式打开或关闭开关阀实现不同层段的分段开采，达到找水和开采低含水层段的目的。使用连续管开关工具换层试采，对应开关阀状态明确，可多次重...
液压盘式刹车作为石油钻机的关键装置，其质量的好坏直接关系到钻井作业能否安全实施。因此，急需制定一个高水平的石油钻机液压盘式刹车标准。阐述了将制动力矩确定为液压盘式刹车型号主参数的根据和技术内涵，确定了石油钻机液压盘式刹车型号的表示方法。介绍了液压盘式刹车的制动方式、制动力矩的确定方法及制动力矩公式中载荷的取值方法，得...
由于NPT螺纹与LP螺纹在结构参数方面有诸多相似之处，所以恰当地选择和区别这2种螺纹至关重要。为此，对这2种螺纹进行了对比和分析，得出以下结论：①NP11螺纹与LP螺纹的牙型十分相似，只是LP螺纹的牙顶更平，LP螺纹增加了镗孔止口，可以保护螺纹；②相同规格的LP螺纹比NPT螺纹长，增加了加工难度，2种螺纹如果相互借鉴，统一标准，可方便生产...
介绍了最近10年全球连续管装置增长与分布情况，截至2010年2月，全球在役连续管装置的数量达到1778台套，年平均增长5％，其中北美地区的美国和加拿大拥有843台套，占全球总数的47％。在全球众多的连续管技术与装备服务商中，无论是连续管装置的拥有数量，还是可提供连续管技术综合服务的能力，斯伦贝谢、BJ、哈里伯顿3大公司均占据前3甲位置。
介绍了海洋钻机井架动态特性的研究方法——频域研究、时域研究及试验研究。频域研究介绍了井架的自振特性、地震响应分析及风浪载荷分析。时域研究介绍了线性分析研究、非线性分析研究及边界条件的处理。试验研究介绍了海洋波浪脉动测试试验、风洞试验研究。虽然上述研究对实际工程具有一定的指导意义，但对深水半潜式钻井平台上钻机井架的相关...
桥式偏心分层注水集流测试平衡密封段在定向井中应用时，因其密封胶圈外径大于刚体外径，所以存在较严重的磨损，磨损后的密封胶圈不能起到良好的密封作用，影响集流测试的准确度及效率。为此，将密封段密封方式由平衡自封式改为压缩式，使密封胶圈外径小于刚体外径，避免了测试仪器下井时胶圈在斜井段的磨损，密封段上提即可解封。应用改进后的...
原捞砂泵在作业过程中存在无法破除砂粒胶结和小件落物以及捞砂成功率较低等问题。为此，将捞砂泵拉杆由原来的圆柱形改为方柱形，改进后管柱转动时可带动砂铲转动；将砂铲锥形架的最大外径扩大至114mm，并在锥面铺焊碳化钨，在捞砂遇阻时，通过砂铲转动破除砂粒胶结及破碎小落物，可防止卡钻事故发生；对橡胶密封圈优选材料配方，经混炼和硫化...
针对渤海油田井下管柱遇卡事故的处理方法，探讨了使用正扣钻具进行倒扣作业技术，阐述了正扣钻具倒扣技术的优缺点。以实例说明了该技术不仅能在钻井或完井过程中迅速处理突发井下事故，而且可以在常规大修井中完成反扣钻具所完成的各项工作。正扣钻具倒扣技术突破了常规思维，为大修井开辟了新思路。
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