介绍了中国石油装备制造业务及MES建设情况，阐述了MES系统架构、车间级MES和总部级MES的功能，以连续型的钢管生产为例对MES的应用效果进行分析。分析结果表明，应用MES可实现各类生产数据实时采集及信息共享，优化生产流程和工艺，提高生产效率、质量管理水平和设备管理水平，降低生产运行成本。今后将进行MES与ERP、PDM等系统的深度集成，并...
为深入了解PDC钻头的“攻击性”，通过试验及有限元仿真等方法对PDC钻头的几何参数、布齿规律与钻压、扭矩和破岩效率之间的相互关系进行研究分析，得到如下结论：①前倾角A、侧转角B、切削面倾斜角C对“攻击性”影响大小为A〉C〉B，“攻击性”随前倾角A的增大而减小；②前倾角A的适合取值范围为17°～21°；③为保证整个钻头上切削齿“攻击性”的...
石油钻井过程中使用的钻柱自上而下贯穿整个井筒，钻柱是连续的钢质结构，为声波的高速传输提供了得天独厚的条件，被认为是一种很有潜力的高速通信方法。为此，笔者对纵波声波信号在钻柱信道中传输的时频域特性进行研究，并对钻井液阻尼的影响规律进行分析。研究结果表明，纵波声波以正弦信号形式传输效果较理想，钻井液阻尼对钻柱信道传输性能...
塔河油田侧钻井段泥岩裸露给钻井与完井作业造成很大影响。为此，将实体膨胀管钻井技术在塔河油田进行推广应用。该技术的成功应用，解决了φ177．8mm套管开窗侧钻难题，为后期钻井、完井和采油作业开辟了新的途径。针对膨胀管钻井工艺研究的一系列配套技术保障了膨胀作业的顺利实施，为同类型油气井现场作业提供了重要的依据和借鉴。通过分析塔...
确定主动密封旋转防喷器胶心的油压响应对整个装备的研制至关重要。运用有限元软件建立了胶心模型，在内胶心上、下两端全约束的情况下计算胶心的VonMises应力分布，对胶心内置铁块的数量、形状及安放位置进行计算和设计，得到了注油压力与最大接触压力的估算式，通过样机的密封压力试验对估算式进行验证。研究结果表明，主动密封胶心完全采用橡...
为了实现胶心开关和密封压力灵活可控，延长胶心的使用寿命，增强旋转防喷器的旋转密封性能，研制了一种新型主动密封式旋转防喷器。该防喷器核心密封部件设计为一种参数指标更优、尺寸更小、受压载荷更小的油压收缩主动补偿式组合胶心。通过室内模拟试验，胶心密封性能得到彻底完善，达到驱动液压油无压降，无可见渗漏的效果。现场应用结果表明...
针对石油井架损伤位置识别问题，提出了基于ITD与排列熵的损伤位置特征提取方法。利用ITD方法将锤击响应振动信号分解为一系列朋分量，艘分量更能突出损伤位置信息，计算艘分量的样本熵值，形成的特征向量可分性良好。依据相关性系数选择代表损伤状态主要信息的朋分量，计算其排列熵形成有效的特征向量。以支持向量机为特征向量模式识别器，对比...
通过对双金属密封结构进行失效分析，得出失效的主要原因是：密封结构内部支撑角度和倒角半径的大小设计不合理导致弹性元件上的应力过大和应力集中，加速了弹性元件磨损和老化。利用有限元分析软件Workbench分析了O形橡胶圈上最大Mises应力和最大剪切应力在不同支撑角度和倒角半径下的分布情况，并对支撑角度和倒角半径进行了优选。分析结果表...
综合考虑了高造斜井眼控制工具外壳和主轴的相互作用，推导出钻头偏转角和主轴变形轨迹与外壳刚度、主轴刚度及工具的结构参数相关的计算公式，建立了主轴在静态条件下的力学模型。通过模型计算得出钻头偏转角θ_2=0．6535°。利用高造斜井眼控制工具的试验台架进行试验验证，试验测得钻头偏转角θ_2=0．6389°。试验测得的数据与理论推导的数据非常...
针对胜利油田低渗透油藏注水开发过程中欠注原因复杂，处理难度大，化学酸化处理半径小等问题，引进了聚能冲压复合解堵增注技术。该技术是一项集物理增注与化学增注为一体的增注技术，它一方面利用其物理特性实现解堵，另一方面又利用酸化的优势，实现低渗透油藏的深部解堵及渗流能力的改善，具有增注效果好，有效期长的特点。现场26口注水井的...
针对注水开采工艺带来的管柱断裂、脱落、封隔器失效以及地层吸水能力下降等问题，对深斜井分层注水洗井工况进行了管柱力学研究，分析推导了管柱受力和变形计算公式。研究结果表明，管柱轴向力最大值在井口位置，并且随井深增加呈线性减小，封隔器位置轴向力存在突变。管柱轴向变形最大值在井底取得，并且随着井深增加而逐渐增大。由于井斜角的...
考虑多裂缝煤岩储层裂缝发育特性，基于简化的N-S方程和连续性方程建立了水力压裂裂缝尖端动态扩展模型。采用坐标变换的方法简化缝内流体连续性方程，计算得到多裂缝煤岩储层任意时刻压裂液的滤失速度。应用3D-CBMulti-Fracture软件，对山西某区块WS－10煤层气井水力压裂主裂缝及次生裂缝动态扩展过程进行研究。研究结果表明，当携砂液注入次生...
针对长庆低渗透油藏精细分层注水特点，常规分注技术存在实时监控难以及测调过程复杂等问题，提出了数字式分层注水技术。该技术应用配水器集成孔板流量计、一体化可调水嘴、电机、验封短节、井下电源、通信模块及控制芯片等部件，实现了配水器的自动验封、自动调节、数据实时录取与存储和无线通信的功能，极大地提高了注水过程的自动化水平。通...
为使连续管作业机液控系统传输管线能够有序排布、节省空间，研制了用于缠绕注入头和防喷系统液力软管的控制软管滚筒。该装置以旋转接头为简体轴心，单边驱动，两端配转向集成块接液压管线，整体结构紧凑。对研制的滚筒开展了动态寿命和静态密封试验，试验过程中，各通道保压情况良好，旋转接头内部无泄漏，旋转接头和转向集成块的连接处无泄漏...
为了降低抽油机的装机功率，缓冲振动，实现节能，对抽油机用永磁磁力耦合器驱动能力进行研究。介绍了抽油机永磁耦合器驱动原理，利用Ansoft软件建立耦合器的三维模型，对该模型进行有限元仿真分析。为进一步探讨耦合驱动能力、传动效率及启动能力等特性，对抽油机用耦合器样机进行试验研究。研究结果表明，永磁磁力耦合器能够稳定地传递力矩，...
热采水平井蒸汽吞吐时水平段吸汽不均衡，造成水平段动用不均。鉴于此，对热采水平井改善吸汽剖面技术进行研究。首先，建立油藏．井筒流动耦合模型及储层热－流－变形三场耦合模型，定量分析了油层物性参数、非均质性及注汽口位置对吸汽剖面的影响。然后，根据上述分析结果，设计了均衡注汽完井工艺管柱。该管柱可实现注采一体化及均匀注汽以及...
因水平井井身结构特殊，在测试过程中需借助工具才能将仪器输送到井底，对于带压水平井输送工艺将更加复杂。为此，研究设计了连续管直推工艺技术。该技术将连续管作为测试仪的输送工具，测试仪连接在连续管底部，测试电缆置于连续管外部，通过同步上提下放连续管和测试电缆实施不同井况水平井的动态测试；能带压施工，设计的三通密封短节能对测...
对智能注水井一体化测调技术存在的测调配水器适用管柱种类受限、测调仪受油污影响失真等问题进行了相应的改进。设计了大压差式测调配水器，满足扩张式封隔器注水工艺的需要；研制了超声波一体化测调仪，可以在含油较多的水井进行测试。超声波一体化测调仪在现场完成24井次测调，测调成功22井次，测调成功率91．7％，有效提高了注水层段合格率...
低渗透油田地质情况复杂、开采难度大、成本较高，具有不同于常规油田的抽油系统特征，深入研究有杆抽油系统优化设计将产生明显的经济效益。有杆抽油系统模糊优化设计依据低渗透油田特点，以油层供液能力和采油设备协调为基础，采用优化的隶属函数，建立实用的权重矩阵，基于模糊评判方法进行方案优选，确定系统抽汲参数与各种机械设备类型和规...
针对游梁式抽油机不能随油井S-况自动调整平衡度和冲次，且调整不方便，造成油田设备日常管理难度较大，不利于节能工作开展的现象，研发了一种自平衡智能抽油机。该抽油机在常规机的基础上设计了一套平衡调节装置和特制悬绳器，嵌入了传感器，配套了具有特殊功能的智能控制柜，具有油井功图和电参数的采集和传输，以及根据油井工况变化自动调抽...
概述了目前国内典型的不压井作业装置（辅助式不压井作业设备及独立式不压井作业设备）的功能及应用现状，分别对其结构、作业原理和主要技术特点进行阐述。从不压井作业装置、配套设备及作业工艺3个方面分析了不压井作业技术在国内油田应用的局限性，指出了不压井作业技术今后的发展方向——加快不压井作业设备适应性的研究，以作业工艺的拓展...
老乳化油含有大量机械杂质并富集有大量胶质沥青质等，难以通过自然沉降进行有效分离。鉴于此，研究了翼片框离心分离技术。该技术是在加药、加温等预处理基础上，再经过多级离心分离系统对老乳化油进行分离，达到分离分层或使液体中固体颗粒沉降的目的。通过室内试验对翼片框离心分离机的参数进行优化，并结合现场实际情况确定破乳絮凝剂最佳质...
连续管胶筒密封效果和使用寿命关系到其作业的成败。为此，从提高胶筒的密封可靠性和延长其使用寿命出发，将胶筒表面优化为由λ、e这2个设计变量描述的偏心椭圆，并建立胶筒密封有限元模型。以接触应力大小和分布作为约束条件，密封路径最大化为优化目标，在对设计变量合理离散的基础上，通过全因子试验设计，对有限元仿真结果进行多元回归分析...
采用模块化设计原理，开发了场指纹法（FSM）管道腐蚀监测系统软件，分别设计了系统的数据采集、数据分析处理、数据可视化模块以及发送短信和邮件等模块，介绍了各模块的功能、实现技术以及软件界面。对实验室管道进行了长期的监测，监测结果表明，系统能稳定地同时采集多个管道监测数据，能对初始测量数据进行处理、可视化显示腐蚀参数和腐蚀...
三轴漏磁腐蚀检测比单轴有明显的技术优势，但国外检测公司在国内实行技术封锁，仅提供管道三轴腐蚀检测服务，且价格昂贵。为此，研制了711mm（28in）三轴高清晰度漏磁腐蚀检测器。该检测器的三轴探头能灵敏地识别出横向沟槽和焊缝，帮助数据分析人员分析和量化缺陷，为业主提供详细、精确的检测报告。现场试验结果表明，检测到的缺陷点与实际...
在水平定向钻孔管道穿越施工时，需要适当增大扩孔直径来减小管道所受约束，这就要求确定合理的孔-管直径比。选取钻孔出土弯曲段作为研究对象，利用有限元仿真计算不同孔-管直径比条件下的管道应力分布以及回拖力变化，分析孔-管直径比最优选择。计算结果表明，孔-管直径比大于1．4时，管道最大应力值明显下降；孔-管直径比超过1．5时，管道最...
含砂输气管线中三通部位易受到冲蚀破坏。为了准确掌握三通在不同流向及安装位置下冲蚀破坏的具体位置，分析了影响冲蚀速率的主要因素，通过建立CFD仿真模型进行计算分析，指出三通管件两颊部位和迎流壁面处易发生冲蚀，同时部分沉积在管道底部的砂粒也会对管壁造成一定冲蚀。通过单一变量法进行对比分析，结果表明冲蚀速率随着流速、粒子质量...
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