目前关于套管外挤力的计算都以有效外挤压力均匀分布在套管圆周上为前提条件，与实际的钻井工况不符，况且套管外挤力的大小还受到地层弹性参数和水泥环弹性参数匹配关系的影响。为此，建立了套管．水泥环．地层受力有限元模型，综合考虑材料的弹性参数匹配情况，由非均匀地应力来计算套管的外挤力。分析结果表明，通常情况下，套管的最大外挤力...
井下钻柱对于声波传输是一个非常复杂的介质空间，对声波在钻柱信道中的频谱特性进行分析可知，钻柱信道的一个最明显特征就是通带和阻带相间，具有多波段传递函数特征。钻柱结构的几何尺寸决定了信道的频谱特性，不同尺寸结构组成的钻柱，通带将变窄，一个频带周期的中心频率附近出现完全阻带，随着结构复杂程度的增加，声传输频谱特性变差。钻...
为了利用计算机仿真技术对PDC钻头切削齿的破岩效果进行分析预测，并为PDC钻头优化设计提供数据依据，建立了PDC钻头切削齿破岩仿真模型，研究前倾角和侧倾角的变化对PDC钻头切削齿破岩效果的影响规律。仿真结果与试验结果对比分析证明所建立的PDC钻头切削齿破岩仿真模型可行。分析结果表明，前倾角在15°～20°时，PDC钻头切削齿破岩效果比较好，...
通过建立K型井架有限元模型，对设计载荷作用下井架的变形位移及应力分布情况进行了仿真分析。分析结果表明，K型井架承载过程中结构形状的变化将导致井架顶端产生前倾位移，最大位移量可达41mm；井架最大应力发生在井架上段与中上段连接处。基于有限元分析确定的井架承载主要危险应力区，结合SY／T6326-2008标准要求确定了K型井架检测方案中应...
2013年11月22日，我国首台自行设计研制、具有自主知识产权的2300型压裂车在四川省广汉市通过中国石油集团公司成果鉴定。该产品的研制成功，将进一步提升我国在非常规油气领域的开发能力。
为了缩短螺杆产品开发周期，确保加工程序的正确性，根据螺杆包络铣削加工原理，建立了数控包络铣削刀具轨迹模型，基于VERICUT虚拟加工软件平台，建立了螺杆包络铣削NC机床模型及虚拟加工模型，并对一具体型号螺杆在VERICUT环境下进行了虚拟仿真加工，对加工结果进行了质量分析与判断，验证了NC代码的正确性。该研究结果为后续加工工序以及NC代...
为提高复杂井的固井质量，采用模块化设计方法研制出φ244．5mm×φ177．8mm，多功能尾管悬挂器，提出了5种典型的模块组合，重点分析了其中3种模块组合的特点及适用井况。基于内嵌卡瓦旋转尾管悬挂器的模块组合在胜利、塔河等油田完成34井次的现场应用，均实现了坐挂、丢手等功能，能够保障固井作业的顺利施工；基于浮式塞帽的模块组合在南堡和胜...
为了提高页岩气的开发效率，目前北美页岩气开发主要采用丛式水平井和水平井，传统的旋转导向工具存在造斜率低及作业成本高等问题。针对页岩气开发井型特点及面对的挑战，介绍了几种国外在页岩气开发中应用的新型旋转导向工具和技术，包括斯伦贝谢公司的Power-Drive Archer和贝克休斯公司的AutoTrak Curve高造斜率旋转导向工具，以及威德福公司...
井口关键部位的密封设计是井口安全性、可靠性的重要保证，通常作为国外气密封井口选择的重要依据之一。而国内对气密封井口技术的研究和认识较少。为此，对比分析了Careeron、FMC和Aker等3家国外知名公司井口关键部位密封的结构、激活方式和技术特点等，阐述了国外气密封井口的密封技术现状，指出国外气密封井口关键部位均采用金属对金属的密封...
为将磁记忆检测技术应用于高压设备法兰螺栓的应力检测，在螺栓拉伸试验台上对螺栓进行静拉伸试验研究。用巨磁阻磁记忆检测探头检测螺栓不同部位的磁记忆信号，结合螺栓拉伸应力的三维ANSYS模拟，确定螺栓磁化强度变化最灵敏的检测部位。分析了3种规格螺栓在拉伸载荷下磁记忆信号切向分量梯度平均值的量化特点，分析结果表明，高压容器螺栓应力...
根据石油钻机井架的结构特点，采用有限元方法对井架结构进行有限元离散，采用单轴向受拉或受压杆单元进行绷绳模拟，并在不同数值范围内施加预紧力，通过对6种工况下石油钻机井架动态特性的计算，分析绷绳预紧力对井架动态特性的影响。分析结果表明，绷绳预紧力对井架前3阶固有频率影响较大，对3阶以上的高阶自振频率影响较小；当绷绳预紧力小...
钻头水眼压降以及钻头水功率作为重要的水力参数，对提高机械钻速有着重要影响。从钻头水眼、传动轴Tc径向轴承以及两者间尺寸配合出发，分析计算传动轴的承压能力、钻头水眼压降及水功率，提出了一种提高钻头水眼压降和水功率的方法，即通过增大轴承长度之和来提高轴承压降，通过缩小水眼尺寸来提高钻头水眼压降及水功率。传动轴的承压能力与TC...
为了适应干不同船体和海域的作业要求，J形铺设技术逐渐向轻质模块化方向发展，轻型J-lay系统具有重要的科研价值和广阔的市场前景。对轻型J-lay系统特点和技术发展进行了介绍分析，并以HYSY201为载体设计了一套轻型J-lay系统，通过模型试验对设计系统进行功能验证。试验结果表明，模型系统完成了预期功能，系统设计合理，结构安全，实现了安全...
对海上平台原油外输泵的汽蚀问题展开研究，分析了外输泵发生汽蚀的条件，建立了外输泵汽蚀余量的计算模型，给出了适用于海上平台原油外输泵汽蚀余量的计算方法，利用该方法对恩平、垦利和锦州等平台原油外输泵的有效汽蚀余量进行计算。计算结果表明，分层高度和管道阻力损失对有效汽蚀余量影响较大，增加下沉甲板及减少阀门和弯头等管件数量是...
对国内外各种救援井测距系统的基本原理和发展现状进行了全面分析，从探测距离、精度、入射角、测距时间等方面对比分析了主动测距系统和被动测距系统，同时结合救援井测距系统对2010年墨西哥湾事故救援井作业流程及测距工具在其救援井作业过程中的应用进行了研究，重点分析了救援井作业过程中测距作业流程。该项研究结果对可能出现的救援井作业...
随着海底管道铺设逐步走向深海，托管架长度和管道质量也随之增加，导致托管架相对刚度变小，在管道压力的作用下，托管架发生整体变形甚至破坏。鉴于此，基于Abaqus软件，建立“海洋石油201”托管架的精细有限元模型，计算了不同铺管工况下托管架的整体结构刚度，探讨了A型支架吊点位置对托管架刚度的影响，并建立了可考虑托管架整体结构刚度的...
针对海上平台在役吊机服役时间长、工作环境恶劣等问题，依据规范，首次将热点应力法应用于海上平台在役桁架式吊机的寿命评估。以渤海某平台在役吊机为例，对其进行了有限元分析，确定了危险区域为A字架底部和吊臂底部；采用应变计测量方法对其进行了不同工况下的应力测量，得到危险区域的热点应力；依据现场的使用记录更加准确地统计吊机的实...
目前对油水分离器的研究主要集中在水力旋流器方面，没有涉及井下模块设计方法及性能测试等方面。为此，针对采上注下型井下油水分离系统，介绍了井下油水分离器模块化设计方法，指出井下油水分离器的设计首先要考虑井下管柱结构和井下工艺流程，在此基础上研究油水分离器模块的外部接口方案和内部引流方案，然后针对水力旋流器进行模块化设计。...
为了分析多工况下压裂车车架的疲劳强度，进行了轮胎悬空、道路颠簸、制动、普通压力振动冲击和高压振动冲击5种工况下压裂车疲劳寿命分析，并对恶劣工况进一步拟合分析，进行疲劳损伤累积。在建立车架有限元模型的基础上，将各工况下的应力仿真数据与试验数据进行了对比，两者的误差在10％以内，验证了有限元模型的准确性。将压裂车5种工况下的...
国内大部分抽油杆检测装备仅是拾取缺陷信号而未对其进行准确有效的区分，并且对可修复的杆体采用一般的修复工艺，无法恢复其疲劳寿命。为此，提出了一种旧抽油杆的再制造新工艺——冷拔复新制造工艺，同时针对旧抽油杆再制造的特殊性设计了一套基于漏磁检测原理的无损检测系统。该系统采用穿过武线圈对抽油杆励磁，用开合式探头机构进行缺陷检...
基于计算流体力学和有限元数值模拟方法，建立了滑片泵数值模拟模型，针对滑片泵压力负载条件下的流量损失进行了结构优化设计研究。研究结果表明，优化前滑片泵在3腔吸液3腔排液带压工况时，吸液腔与排液腔之间没有过渡腔，且只有1个滑片密封，导致滑片泵出现流量损失；经过优化后减小了滑片泵出口与入口相位角，在相邻的低压吸液腔与高压排液...
在井下数据无线电磁短传系统地面模拟试验平台基础上，完成了信号传输幅频特性试验。确定信号传输较稳定、衰减程度较小的频段为1～7kHz。但采用调幅方式进行信号传输时易受外界干扰，存在较大波动，最终确立了通过调频方式传输信号的新方案。分别基于函数发生器1CL8038和单片机2种方案对信号发射装置进行设计，并完成标定试验。试验结果表明，...
为了验证大斜度井注水管柱力学分析理论研究的准确性，并掌握井下管柱轴向力、井内液体压力和温度等参数，设计了基于应变测试技术和存储回放模式的大斜度井注水管柱载荷测试仪。介绍了载荷测试仪的基本原理和工作流程，着重阐述了载荷测试短节的机械结构和内部硬件系统组成，分析了应变片传感器贴片的设计原则。对载荷测试仪样机在拉压力机上进...
为探索煤层气井有杆泵排采合理的临界沉没度，以抽油泵固定阀为研究对象，建立了固定阀运动规律的精确微分方程和固定阀的水力损失数学模型，并利用Simulink建立仿真模型。仿真结果表明，固定阀在开启瞬间产生较大的加速度，产生较高的水力损失，随后固定阀的加速度变小，水力损失变小。以最大水力损失作为泵阀开启的最小条件，进而得到泵的最低...
目前对往复运动的O形密封圈密封特性的研究较少，而O形密封圈用于住复动密封时其工况更恶劣。鉴于此，建立了O形密封圈的有限元模型，分析了其在往复动密封中的密封性能，并对影响其动密封特性的运动速度、介质压力、预压缩率和摩擦因数进行了分析。分析结果表明，在往复动密封中，O形密封圈内部应力随时间变化而产生波动，在交变应力作用下比在...
分析了基于MEMS的F-P腔可调谐滤波器的基本结构和调谐原理，从理论和试验这个方面对可调谐滤波器的重要参数进行分析和测试。研究结果表明，基于MEMS的F-P腔可调谐滤波器具有自由谱域宽（45nm）、插入损耗低（3．55dB）、带宽窄（半高全宽FWHM为0．32nm）、回波损耗大（〉50dB）、响应速度快（2ms）、电压驱动范围宽（0～40V）、偏振相关损耗低...
针对分层压裂采用常规的单孔滑套时，滑套内径受节流压差制约不能进一步缩小，分压层数受限的问题，研制了多孔滑套。该滑套由一个内孔扩展到2～4个孔，增加了分压层数；设计的自定位结构具有强制钢球落入滑套孔内的功能。室内试验结果表明，多孔滑套能实现有效密封。采用该多孔滑套和单孔滑套组合，能够大幅度提高分压层数，为长庆气田多层系井...
目前常规井口密封装置多用于油机悬点在井口以上的情况，若用于长冲程采油，则地面需配套高架结构，存在稳定性差、起下困难和成本高等问题。为此，研制了超长冲程井口密封装置。，该装置采用长密封管补偿对接方式，布置在井口以下，可满足12m超长冲程抽油需要；采用软、硬组合双级密封方式，具有较好的耐压与密封性能。胜利油田5井次的试验结果...
针对长庆油田注水井工况，开展了井下分层注水数控水嘴流量特性的数值分析和试验研究。采用有限元数值方法计算了设计的U形数控水嘴在不同开度下的流量系数。计算结果表明，随着水嘴压差的增大，流量系数曲线趋于平稳；当水嘴开度为45％时，流量系数达到最大值；当水嘴开度为25％时，仿真嘴损曲线整体略高于试验嘴损曲线；当水嘴压差较小时，流...
针对水平井裸眼防砂完井一体化工艺技术失效的情况，对工艺进行了反复研究与分析，认为水平井裸眼防砂失效的主要因素为基管强度低、筛网强度差及洗井阀密封机构可靠性差。解决措施为：（1）选用专为稠油热采井设计的钢级为TP110的套管作为滤砂管的中心管；（2）对筛管的网眼布局和孔眼参数进行优化，优化后的网眼布局为φ177．9mm×9．19mm筛管、...
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