我国石化产业是全围工业领域里的排放大户，也是“十二五”时期工业领域的重点减排大户。石油石化装备作为制约企业节能减排的关键因素，具有相当大的节能减排潜力。为此，国家出台多项政策支持节能环保等绿色装备发展，号召企业通过加强技术改造和技术创新，以最少的资源、最低的成本和最少的排放，加快向绿色发展转型。
石油钻机的起、下钻工况中的载荷具有大幅度波动特性，测试表明5000m机械钻机起钻工况功率波动幅度为100～800kW，周期为120～220S。为改善钻机动力的传动特性和降低动力功率配置，提出应用飞轮储能和调峰电机进行功率输出调峰运行新方案。根据起、下钻典型工况参数，研制了400kW飞轮储能动力调峰系统。钻机下钻调峰运行试验结果表明，飞轮储能...
卡钻事故是钻井作业中最为常见也极易发生的井下事故，准确及时地判断卡钻事故类型对保障钻井作业的安全高效具有重要意义。为此，在调研国内外资料的基础上提出了造成砂桥卡钻事故的各种因素，利用层次分析法建立了砂桥卡钻事故安全评价体系，随后采用模糊数学理论中的指标隶属度刻画方法，建立了砂桥卡钻事故各种相关因素量化指标的隶属度函数...
通过分析气体钻井井底岩石边界条件，建立了轴对称井底岩石物理模型。利用有限元方法求解，对1000～3000m井深条件下的井底岩石应力场进行数值模拟计算，并对井眼轴线、井底面、井壁进行岩石力学特性分析。分析结果表明，井轴最大主应力在1．6～2．8倍井径距离后，应力逐渐低至水平地应力，破岩难度增加；井底面0．0～0．8倍井径区域存在低应力...
为了揭示钻井液在旋转钻柱内的流动特性，采用数值模拟方法建立了旋转钻柱内赫巴流体的流动模型。研究了钻柱的旋转速度、轴向流速及密度的变化对钻柱内螺旋流场的影响，并给出了合理的解释。通过分析得出旋转钻柱内赫巴流体的流动由于其表观黏度的单峰分布特性，使得螺旋流场减弱了流体质点在各方向上的随机脉动趋势，并增强了流场旋流的整体趋...
为了对径向钻井倾斜井底高压水射流的流场进行研究，建立了三维单喷嘴水射流井底模型，采用Fluent软件对模型的流场结构进行了数值模拟分析。分析结果表明，径向钻井高压水射流喷嘴外部流场中存在“负压效应”和“水垫现象”，负压的存在有利于射流从喷嘴内部流出，水垫会对喷头的推进产生阻碍作用；当径向钻井临时井底倾斜角度为0°时，射流到达...
为了提高油气井长期有效性和作业效率、降低油气井的建井成本，近年来RFID技术在石油领域的应用取得了一定进展。在调研国内外文献的基础上，阐述了RFID技术的原理和基本特点，对其在压裂工具、钻井扩眼工具以及其他井下工具中应用的可行性进行了分析，指出了RFID在井下工具中应用的关键技术。分析结果表明，RFID井下工具比力学或机械式工具具有...
目前，国外膨胀管技术的应用理念正在发生变化，从原来的应急手段转变成为常规的有计划性选择的解决方案。介绍了国外Weatherford、Enventure、Halliburton和Bakerhughes等几家公司膨胀管技术的特点及应用情况，指出该技术在国外应用的发展方向，提出了相应的建议，以期为国内膨胀管技术的进一步发展开拓思路。
控压钻井系统主要由钻井参数监测系统（包括井下PWD）、决策分析系统、电控系统、地面自动节流控制及回压补偿系统组成，通过在井口施加连续回压来实现井底压力的恒定控制，能有效解决窄密度窗口地层和高温高压地层所出现的钻井复杂问题。白28井的应用结果表明，使用控压钻井技术，在控压钻进工况下可将井口压力波动控制在0．2MPa以内，控压停泵...
目前海上油田防砂完井注水管柱不具有洗井功能，注水井长期注水会有污垢、有机沉积、腐蚀物质以及杂质等注入地层，使得注水压力上升、注水量降低，严重影响注水效果；长时间不洗井会出现管柱上提困难，造成大修作业，增加注水井作业成本。鉴于此，将注水管柱配套反洗插入密封工具、防返吐工作筒和配水器工具，可实现注水井不动管柱注水、反洗工...
长期以来我国海洋油气井测试主要依靠引进国外技术，严重制约了该项技术在我国的发展。为此，研究了海洋油气井测试系统及其关键设备，并分析了海底控制系统应急作业流程。分析结果表明，海底控制系统对于深水测试过程起着决定性作用，其关键设备包括水下测试树、止回阀、防喷阀、立管控制模块和蓄能器模块等。平台综合控制系统可通过电液信号对...
介绍了Vetco和Dril—Quip公司的几种典型水下井口头系统下放工具，即临时导向基座（TGB）下放工具、762mm导管头下放工具以及套管挂和密封总成下放工具。对这几种下放工具的结构特点和作用过程进行分析和总结，提出了改进意见和改进方案——应采用反推的原则设计井口头系统下放工具，明确下放工具与要下放的原件之间的配合方式，确定配合方式后...
阐述了侧扫声纳的工作原理，介绍了侧扫声纳对不同状态海底管道检测所能得到的声纳图形式。实地检测结果表明，对于铺设于相对平坦海底的管道，侧扫声纳能够对管道的悬跨或掩埋程度进行判别；对于埋设施工的海底管道，可对管道与沟槽底部的接触或悬跨进行判别，但由于管道、沟槽尺寸或检测角度的影响，检测结果可能出现误差，可通过多次不同角度...
2013年3月23日，宝鸡石油机械有限责任公司研制的改进型钻机轨道移运装置试验获得成功。该装置共进行了以下改进：通过增大摩擦受力面积，有效降低摩擦比压；通过重力仿真模拟分析与结构优化，使钻机移运过程受压更均匀；优化的结构形式，使钻机及其部件的安装和拆卸更加方便快捷。装置由安装在钻机底部的移动导轨和滑动装置组成，主要用于丛式...
深海开采油气是未来资源开发的发展趋势，水下阀门是水下采油树及水下管汇设备的关键部件，材料选择是水下阀门设计的重要方面。介绍了相关设计规范对水下阀门材料选择的基本要求和各类材料特性，根据相关设计规范的规定，总结出了水下阀门材料选择时需要考虑的因素，同时对水下阀门的材料选择提出了建议。得到的结论可为水下阀门的设计提供依据...
针对单螺杆泵水力旋流型井下油水分离系统，通过研究分析单螺杆泵子系统、水力旋流器子系统、井筒管路子系统、生产层子系统、注水层子系统各自的工作特性和水力学特性，建立了各子系统的数学模型，再基于整个系统的压力、流量等协调关系，建立一套通过井口生产数据、生产层资料以及注水层注水指示曲线来诊断井下机组运行工况的数学模型。用该数...
建立合理的电潜泵有效功率计算模型是计算电潜泵系统效率的关键，鉴于行业标准推荐模型在实际生产应用中的局限性，结合电潜泵井多相流动生产实际，建立了有效功率多相流计算模型，主要内容为：（1）考虑了井液中气体和液体黏度的影响，结合沉没压力和排出压力计算多相流模型，建立了有效扬程与产液量的耦合仿真模型；（2）在多相管路特性研究的...
在进行基于振动的稠油油井出砂监测试验中，为更好地识别出砂信号，提高信噪比，准确建立出砂参数与出砂信号间的关系，将经验模态分解（EMD）应用到出砂信号的特征提取中。采用EMD方法将出砂信号分解成固有模态分量，并通过峭度分析和能量分析，在这些分量中得到包含出砂振动信号特征的3个IMF分量。通过对IMF分量进行频域分析，得到出砂信号频...
射频识别（RFID）技术具有非接触式信息传递的特点，引入RFID技术能够很好地突破现有滑套工具存在的技术瓶颈，并能大大拓展滑套工具功能。阐述了RFID驱动滑套工具的结构原理及性能特点，分析了基于RFlD技术的滑套工具关键技术——井下RFID通信技术、石油井下控制系统和滑套执行单元结构。建议国内研究机构开展井下射频标签、高性能线圈、井下工...
阐述了连续管水力机械切割技术的工艺原理和特点，介绍了该技术配套工具（连续管连接器、剪切释放接头、油管锚、螺杆马达及切割刀）的结构及原理。试验及应用结果表明，连续管水力机械切割工具油管锚定可靠，泄压后易于回收；割刀切割油管迅速，油管切割断面均匀；切削下的铁屑颗粒均匀，在井中不易缠住割刀口，可避免发生堵塞刀口现象；油管锚...
近年来，国外各石油工具公司相继开发了专用于水平井多级滑套分段压裂作业的尾管悬挂器，并进行了大规模的现场推广应用。结合水平井多级滑套分段压裂作业的工艺需求，对其专用悬挂器进行了分析，介绍了双向锚定技术、高压封隔技术、旋转送入技术及插入锁紧技术等4项关键技术，对悬挂器卡瓦、封隔器胶筒技术和坐封技术、液压丢手机构及回插装置...
针对常规Y221、Y341封隔器不能满足煤层气多功能负压排采管柱工艺需要的现状，研制了煤层气排采新型双通道封隔器。新型封隔器设计有气体和液体的双流通道，液体从封隔器的中心通道排出，气体从封隔器的单流通道排出。单向机构的设计保证了排煤粉作业时，动力液经过负压排污器的喷嘴产生负压，将井底的煤粉吸入负压排污器的混合室，然后经管式泵...
鉴于柴油机驱动修井机存在废气排放量大，噪声污染严重，工作效率低，以及安全隐患多等技术缺陷，研制了XJ70DB电动修井机。整机采用模块化设计，主要包括电驱绞车模块、液压控制模块和电气控制模块。其中，电驱绞车采用双速电机加齿轮减速箱传动方案，以双速电机变极调速取代机械换挡调速，操作方便，结构简单，运行可靠，噪声低。采用盘式刹车...
针对井口闸阀在实际应用中存在开关频繁的安全性问题，以某公司φ52．4mm采油井口闸阀为例，用数值模拟计算方法对不同开度时井口闸阀内部的流动情况进行模拟分析。分析结果表明，开关度对采油井口闸阀内部流场影响较大，受影响最大部位在左阀座的下端、闸板内和右阀座的下端；小开度时，采油井口闸阀进出口的压力损失较大，也会使闸板遭受介质冲...
修井施工单井更换频次高、施工周期短、地层压力低及整井试压无法实现等因素极大地限制了修井井控器材的单井试压，为此研究设计了井控器材井口快速试压工具。该工具可以在一次试压过程就能将所有的井控防喷器材以及井控系统中的关键环节全部检验一遍。现场试验结果表明，工具能在一个班组人员的操作下，上修第一时间快速试压，用1台手压泵和约3...
钻柱托压效应是制约现代钻井作业向更深、更远目标快速钻进和延伸的技术瓶颈。目前主要采用减少钻柱接触压力、降低摩擦因数、振动方法释放摩阻和扭矩以及增强钻机系统工作能力等4种方法来缓解钻柱滑动钻井中的托压问题，其中主动机械激振方法是最具有发展前景的释放托压效应的措施。详细评述了国内在激振源、钻柱和井壁的相互作用规律、钻柱托...
为节省钻井成本及避免海洋环境和恶劣天气对钻井作业的干扰，提出了海底钻机的概念。阐述了海底钻机的原理，介绍了国外2种海底钻机的结构、运作程序以及钻机关键设备的功能，对比分析了海底钻机与常规浮式钻井装备预期的经济效益。最后针对海底钻机国产化提出建议：国内应加强对海底钻机材料及自动化程度的跟踪研究；在石油工程相关领域的技术...
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