已有的可膨胀管膨胀模型的力学分析和载荷计算多数建立在弹塑性力学基础上，忽略了套管材料在塑性阶段的应力强化效应，以及膨胀区向定径区过渡时的管体弯曲对轴向应力增量的影响。鉴于此，在已有模型的基础上，采用单一曲线假设和幂强化力学模型，建立了大膨胀率膨胀管膨胀载荷的力学模型，运用ANSYS Workbench14．5建立了膨胀管膨胀过程的三维...
针对煤层气井施工过程中易垮塌、裂缝渗漏及水平段携岩困难等问题，研究并应用了泡沫钻井液配合生物酶钻井液技术。利用泡沫钻井液能够降低正压差，降低储层的应力敏感性，减少滤液侵入储层和水锁伤害的特点，并且生物酶可对钻进过程中侵入地层和粘附在井壁上的钻井液物质进行生物降解，实现解堵。在优选生物酶的基础上，将泡沫钻井液应用于WL05...
偏心环是高造斜率井眼轨迹控制工具造斜的核心部分。精确控制内、外偏心环是高造斜率井眼轨迹控制工具轨迹控制精度高、井眼净化好等诸多优异性能的保证。为此，通过运用SolidWorks Motion动态模拟，对内、外偏心环的理想工作状态和实际工作状态分别进行仿真和对比分析，得到偏心环的实际运动轨迹和内偏心环啮合尺寸的内在联系，指出开孔直径与...
运用ANSYS和Pro／E的交互式无缝连接技术，对现行GWl94—70BYM型保温保压取心工具的球阀进行了有限元力学分析。分析结果表明，球阀仓的应力和变形数值分析计算结果与实物在40MPa工作内压下实测数据非常接近；转轴在轴径变化的地方存在着较严重的局部应力集中现象，宜采用渐变过渡连接方式或适当增粗直径的方法进行解决；球阀仓在转轴的支撑处因...
针对目前国内石油钻杆加厚段测量手段不足、测量方法粗糙、测量精度低和效率不高的现状，研究了一种新的石油钻杆加厚段参数测量装置。该装置靠测量桥板接触指定被测母线进行测量，通过桥板中内置的倾角传感器和拉绳位移传感器得到被测母线上一系列轮廓点的原始测量数据，经过相应公式转换得到这些点的坐标信息。利用这些坐标信息即可描绘出到被...
传统的射流式液动冲击器活塞缸体大多采用单、双道侧壁密封方式，易出现活塞缸体局部变形、密封失效和钻具刺漏等问题。鉴于此，应用有限元分析模块SolidWorks Simulation对活塞缸体受力情况进行静力学模拟分析。分析结果表明，活塞缸体局部发生了径向变形，且其上端的轴向和径向变形十分明显。因此，在结构上对活塞缸体侧壁密封方式进行优化设...
旋扣钳既可作为一种旋扣工具单独使用，也可以作为铁钻工的一个部件与冲扣钳一起完成旋扣功能。在介绍旋扣钳功能及结构原理的基础上，对旋扣钳结构进行了设计，确定了旋扣钳夹持钻头范围和伸缩液缸的行程，具体包括滚子最小开口距离、液压缸最大／最小长度；同时对旋扣钳的自动对中机构进行了设计，参照ST80／IR80铁钻工，确定了旋扣钳连续旋扣...
为研究钻井中短距离钻柱的声波传输特性，在1．28m长的钻柱上建立了一套短距离声波传输试验系统，对声波信号在短距离钻柱中的传输特性进行了试验。试验以方波为驱动信号，采用径向和轴向钻柱激励，激励频率从2Hz升高至50Hz，传感器安置于接收端各个不同位置。试验研究声波信号对驱动电压、激励方向、激振频率以及传感器测量方向等参数的敏感性...
随着我国建设海洋强国战略目标的确定，开发深水油气资源的重要性和迫切性日益凸显，深水油气开发装备的核心技术亟待掌握。介绍了常用深水油气开发模式中主要装备的结构特点及功能，并分别对其在设计、制造、运输、安装过程中涉及到的关键力学问题进行了凝练，指出了我国未来海洋工程领域的发展需求和重点研究方向。该项研究成果可提升我国深水...
目前常规生产滑套的密封元件大多采用橡胶制造，在滑套开启和关闭过程中，随关闭套一起移动，因而容易磨损，使用寿命短。论述了深水生产滑套对密封件的基本要求、常用几种密封材料的性能对比以及常用密封形式（V形密封组、T形密封圈和u形密封圈）。针对深水生产滑套面临的复杂工况，结合各种密封圈的密封特点设计了密封组合，并介绍了密封组合...
水下闸阀的基本功能是接通或切断管路介质的流通，其性能优劣直接关系到水下生产系统的可靠性和安全性。在介绍水下闸阀结构、工作原理和研究现状的基础上，对Cameron公司Ring—O系列水下闸阀、WOM公司的Magnum专利阀和LB—Bentley公司水下闸阀的应用现状做了简述。总结了水下闸阀的技术特点和设计时在材料选择方面应考虑的因素。在水下闸阀的国...
压缩式封隔器胶筒属大变形材料，在坐封过程中与中心管、套管产生双向接触摩擦，给理论分析带来难度。鉴于此，考虑胶筒材料非线性、几何非线性及双重接触非线性，采用弹性力学理论和橡胶大变形本构关系，推导了胶筒坐封过程中的变形和接触压力计算公式，根据力学基本理论建立胶筒变形方程。将胶筒变形分为自由变形、单向约束变形和双向约束变形...
为提高水平井裸眼长井段砾石充填密实效果，解决水平井筛管的堵塞问题，开发了水平井分段砾石充填技术。介绍了水平井裸眼分段砾石充填管柱、主要砾石充填工具——新型砾石充填复合防砂筛管、充填封隔器和充填洗井总成的结构及工作原理，阐述了水平井分段砾石充填技术在胜利油田单56-平23井的应用情况。应用结果表明，水平井分段砾石充填技术充...
2014年5月22日,宝鸡石油机械有限责任公司为巴基斯坦研制的8000m电驱动钻机启程发运，首次走出国门。
研究了泵头体材料30CrNi3MoV钢的焊接性，采用机器人焊接代替传统的手工电弧焊对泵头体进行焊接修复。焊接时，选用弘1．2mm的JM-130焊条，焊前预热100℃，焊接电流270—280A，焊接电压27～29V，焊接速度75cm／min，气体流量20L／min。虽然30CrNi3MoV钢冷裂倾向较大，但是由于采用混合气体保护，在焊接过程中严格控制预热温度和焊缝的层间温度，...
为了对扩张式封隔器结构参数进行优选，利用有限元分析技术分析了胶筒工作长度、厚厦、肩部形状和钢丝帘线排布方式等对胶筒受力和变形规律的影响。建模时把钢丝帘线层视为均匀的连续体，假设橡胶材料的力学性能不随温度发生变化，定义了5条路径，分别用于显示封隔器肩部和胶筒实体部分的应力曲线。分析结果表明，当扩张式封隔器胶筒启封工作压...
钡锶垢是油气田开发中常见的水垢，其结垢速度快，易堵塞集输管道和设备，严重影响油气集输系统的安全运行。为解决集输管道中钡锶结垢堵塞的问题，在试验研究的基础上设计了一种钡锶定点结垢器。该定点结垢器利用钡锶离子与硫酸根离子快速反应结垢的化学原理，通过改变水体的化学热力学条件，创造钡锶垢的定点析出沉降环境，诱导水体中的结垢离...
针对目前国内外超低渗透油藏水平井压裂改造工艺复杂、工具应用效率低和可靠性差的现状，设计了不动管柱多级水力喷砂分段压裂工具，研发了投球式滑套喷射器与封隔器，将多套喷射器串接，施工时通过投球的方式逐级打开各级喷射器和封隔器，实现射孔及压裂。该工艺管柱具有井下工具少、不泄压投球等特点，能够不动管柱一次性完成水平井3层段分段...
对于配水工具处于斜井段的注水井，测试和投捞工具在斜井段方向的牵引力无法克服其摩擦阻力，造成仪器下放遇阻或不到位；打捞时，配水心子不易与配水器工作筒脱开，打捞力偏大，甚至造成拔脱事故。为此，研究了毛细管液压投捞测调技术，并配套研制了扩张式液力推送器和卡瓦式液压增力打捞器。试验结果表明，应用毛细管液压控制技术可完成井下仪...
对压裂球进行受力分析和地面承压测试是开发高性能压裂球的关键。采用有限元数值模拟方法对压裂球进行了受力分析，研究了不同压力对压裂球内应力和塑性变形区域的影响规律，并通过承压试验测试了压裂球的承压性能。为了模拟真实的密封过程，选择显式动力方法定义分析步，在整个过程中认为球座无变形。分析结果表明，压裂球在不同压力载荷下的应...
为了解决连续管作业机安装和拆卸耗时较长的问题，研制了LGl80／38—2600一体化连续管作业机。该作业机主车由底盘车、控制室、滚筒、软管滚筒、液压传动与控制系统、注入头、导向器和防喷盒等组成，采用双车一体化设计，适合通井、洗井一体化快速作业，具备良好的运移性能和现场作业适应性能。现场应用结果表明，该作业机连续管起下的最低速度...
河南油田对稠油水平井采用偏心抽稠泵、水平一次泵或将抽油泵下至水平段的开采方法，存在固定阀启闭滞后、井斜较大时柱塞与泵筒已发生偏磨和球阀扶正等问题。为此，研制了稠油强启闭抽油泵。该泵设有2组游动阀总成和1组固定阀总成，游动阀为强启闭结构，固定阀罩内直径与固定阀球直径之间的间隙小，能有效防止阀球漂移，同时复位弹簧可以起到一...
由中石油钻井院钻井机械研究所研制的衡扭矩钻井工具继2013年10月在吉林油田乾安地区情＋2—5井成功应用后，于2014年5月7—11日在长庆油田庆城地区1—14—68井再次获得成功应用。
塔河油田原始油气比较大，油井供液能力下降快，原油很容易脱气，气体影响已成为机抽井泵效低的重要原因。介绍了塔河油田主要的防气技术。防气技术应用结果表明，单从分气效率而言，伞形螺旋气砂锚优于螺旋气砂锚，螺旋式气锚最差。气锚因结构简单，价格便宜，防气效果较好，广泛应用于稀油井开采中，但使用时需注意其适用范围。环阀式防气杆式...
普光气田气质特殊，高含硫化氢和二氧化碳，天然气计量采用标准孔板流量计，存在计量不稳定以及读数偏差较大等问题。基于孔板流量计的结构原理，从高级孔板阀选材、流量计计算机选择和连接部件设计3方面介绍了孔板流量计在普光气田的应用情况，最后根据软件和硬件2方面因素，分析了流量计量误差产生的原因，并据此提出了正确设置计量参数、定期...
传统的冲砂洗井流程不能对冲砂洗井产生的油井液进行彻底分离。为此，研制了SHL5310TCL型油井液处理车。该车以北奔底盘作为装载底盘，主要由柱塞泵、油井液处理装置、控制系统、动力系统、除砂装置和液压系统等组成，自带柱塞泵和油井液处理系统，可以实现冲砂和油井返出液循环处理功能，作业过程不需其他设备配合。除油装置采用板式结构，在砂...
针对高井口状态下不压井作业油管输送采用人工拉排管柱存在的油管螺纹易受损伤、劳动强度大、安全性差和工作效率低等问题，设计了不压井作业油管输送装置。该装置采用液压源作为动力，通过无线遥控实现油管在管排架和钻台之间的自动化输送，并可适应不同高度钻台作业，方便井口工操作。介绍了装置的结构和工作原理，并对上料机构、下料机构、举...
为提升国内海洋混凝土配重管道生产水平，对海洋管道配重生产线的关键设备——钢筋笼套装系统进行研究，设计了一种新型钢筋笼套装系统。该系统采用2种钢筋笼套装方式，即传送装置＋双组传动装置钢筋笼套装方式和传送装置＋装管平台钢筋笼套装方式，能够满足不同管径、管长的管道套装不同钢筋间距及不同大小的钢筋笼要求，适用范围广。介绍了系...
2014年5月16日，由南阳二机石油装备（集团）有限公司（以下简称南阳二机）自主研制的国内首套自升式9000m海洋模块钻机井架及提升系统顺利完成了载荷试验和应力测试试验，其主要性能指标均达到设计要求，并通过中海油专家组验收，这是南阳二机在超深井海洋钻井装备领域的又一重大突破。
港清线和港清复线属于不同压力等级，联合运行时会受到不同压力等级的影响。鉴于此，采用SPS仿真软件建立相应模型，仿真模拟注气和采气工况下港清线和港清复线并管运行的特性，并与实际运行数据进行对比，得出如下结论：冬季采气时，宜采用港清线和港清复线分开运行方式运行；在夏季注气阶段，初期注气量大，宜采用分开运行方式运行，在注气中...
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