针对常规自进式喷嘴在水射流径向钻井时可能出现破岩钻孔能力或自牵引驱动力不足的问题，设计了自动调节流量分配的喷嘴。该喷嘴由前向喷嘴、后向喷嘴、探头和节流调节盘组成，探头和调节盘可根据钻进是否遇阻自动调节前、后向流量分配，实现喷嘴在正常钻进和遇阻情况下牵引力和破岩钻孔能力转换。在对喷嘴进行参数设计和对节流调节盘做受力分析...
针对煤层气井井壁失稳的研究大多基于连续介质力学的方法，很少从流固耦合角度进行研究。鉴于此，通过对煤样进行单轴和3轴抗压强度试验研究煤岩的力学特性，得出煤岩破坏符合Coulmob强度准则的结论，并据此建立流固耦合模型，得出了最小破坏程度时的钻井液密度，并发现维持井壁破坏程度最小的钻井液密度随着井斜角的增大而增大，并在实际工程中...
根据油井防砂及产量要求，设计大尺寸割缝筛管替换小尺寸筛管，并使其与小尺寸筛管的强度相当。建立了割缝筛管受力分析的有限元模型，对Ф177.8 mm （7 in ）割缝筛管进行应力校核，确定Ф177.8 mm筛管在拉伸、压缩和径向挤压3种载荷下的局部应力最大值，并将其作为Ф244.5 mm （95/8 in）筛管的设计参照值。在同时满足拉伸、压缩和径向挤压3种载...
为了提高钻井速度，缩短钻井周期，开展了石油钻机自动化和智能化技术研究，形成了一整套管柱自动处理系统技术，实现了管柱输送、建立根、立根排放和井口作业的自动化和智能化。同时进行了钻机集成控制系统的研究，采用现代先进技术，将石油钻机变频系统、仪表系统、顶驱系统、视频监控系统和管柱处理系统等组成集成控制系统。应用“一键多能，...
甩钻杆是钻井队完钻后的一项重要作业，石油钻机通常采用工人手工操作配合气动绞车钢丝绳实现甩钻，这种操作方式工作量大，效率低，安全性差。鉴于此，研制了自动甩钻猫道。自动甩钻猫道采用高端西门子P LC及VFD控制系统，控制方式分为手动与自动2种方式，可一次性将3根钻杆从钻台面甩向管排架，减少了操作人员数量，大大减轻了工人的劳动强度...
国内对自动化管具处理系统的研究才刚起步，钻井作业中钻杆的传送更多依靠人工协同实现，远不能满足自动化钻井作业的需求。为此，研制了GW－AH1500自动化管具处理系统。该系统采用液控为主的液、电混合驱动，能够独立在鼠洞与钻杆盒间自动移运钻杆并完成钻杆的自动排放，可与在用或新型陆地液压钻机配套使用，实现高效、安全的作业模式。现场应...
为适应小型橇装式钻机钻具排放自动化技术的发展需要，采用现代机械设计理论和UG三维设计软件，以大庆－30钻机为研究对象，设计了新型橇装式钻机钻具排放机械臂，并应用UG软件对机械臂的机构模型进行了运动仿真分析。该机械臂由底座、回转支承、支撑臂、前伸臂、连杆、变幅液压缸和末端机械手等组成，采用铰链式四连杆结构设计，运动副都为转动...
多次激活旁通阀可以消除随钻堵漏和循环洗井等作业对特殊井下工具（定向MWD、LWD测井仪器、螺杆、涡轮和钻头等）敏感性元件不利的影响，同时可以消除定向井和水平井段的岩屑床，应用前景广阔。介绍了国外多次激活旁通阀的技术特点，包括DSI公司的PBL多次激活旁通阀、 Baker Hughes公司XP循环阀、 XDT公司TAZ无限次激活旁通阀、国民油井公司MOCS...
为了了解管柱内部信号传递的过程与规律以及各种信号的组成，通过建立信号传递过程模型，基于Windows平台，利用Delphi开发工具开发了管柱振动系统仿真软件，对管柱振动信号进行了仿真分析，提出了开展管柱振动信号测试分析的步骤和方法，同时利用室内管柱振动试验对该方法的有效性进行了验证。分析结果表明，管柱振动信号波形大体上分为结构类...
采用数值模拟的方法，结合天然气水合物生成的温度？压力曲线，对水下采油树系统中套筒式节流阀内的天然气水合物生成情况进行分析。将节流阀内实际压力与天然气水合物生成的临界压力的最大差值定义为最大等效压力，在此基础上，研究了进口温度、出口压力及相对开度对最大等效压力的影响，并提出了一种新的天然气水合物预测方法———最大等效压...
在海洋弃井作业中，浅水作业区域是依据扭矩骤降判断套管被切断；而在对现场深水套管切割资料研究中发现，即使套管被切断，扭矩也不会突然降低。针对以上问题，设计了一种深水套管切割装置，从理论和试验2个方面研究了该装置的水力特性。研究结果显示，在同一切割状态下，随着入口流量的增大，活塞前、后的压降增大；在相同流量下，工具在刚开...
海上油气生产设施弃置需要配置高效、安全环保的切割处理技术及设备，高压磨料射流井下切割技术用于海上弃井作业优势明显。阐述了国内外磨料射流切割技术在海洋油气生产设施弃置领域的应用与发展现状，对比分析了国内外磨料射流井下切割设备及其性能参数，介绍了国内现有低压与250 MP a超高压磨料射流井下内切割核心技术及配套设备。现场应用结...
为了确定新型圆角倒棱台形FP SO （ IQFP ）的系泊系统方案，进一步研究浅水张紧式多点系泊系统的基本特性，考虑风、浪、流的联合作用，对IQFP 张紧式多点系泊系统进行了作业工况和生存工况下的时域耦合运动响应分析，得到了浮体运动和系缆张力的时历曲线。研究结果表明，浮体的水平偏移和系缆的张力都符合规范要求，系泊性能优良。在此基础上...
海洋平台塔式井架受到环境因素的影响，会产生不同类型的缺陷，导致井架整体承载能力下降。根据曲率模态损伤识别理论，针对渤海某塔式井架，应用ANSYS软件对缺陷产生前、后的塔式井架曲率模态差进行了计算和分析，并通过试验进行了验证。研究结果表明，局部腐蚀和弯曲可造成井架前2阶的曲率模态发生变化；整体倾斜可造成井架的前5阶曲率模态发...
开展叶片圆盘泵压力脉动相关研究对于了解其瞬态特性，提高其运行稳定性具有重要意义。应用Fluent软件对叶片圆盘泵内部流场进行了三维非定常数值模拟，在外特性试验验证的基础上，分析了设计工况下叶轮内压力、蜗壳内压力、扬程脉动情况以及叶轮径向力变化规律和影响因素。分析结果表明，泵内监测点压力脉动周期取决于叶轮叶片数目，且前、后盖...
针对塔河油田超深井存在供液不足和泵效低的问题，通过研发井下配套工具，开展了超深井提质提效深抽现场试验研究。重点介绍了流线型助抽器的主要结构及工作原理，该装置不改变地层渗透能力，只是根据能量守恒原理，提高流体瞬间线速度，使其压能变动能，加快流体流速，改变流体流态，提高泵的充满系数，增加产量；通过螺旋切入设备改变流体的入...
针对稠油管油垢堆积和难清洗等问题，研发了高温蒸汽射流清洗技术。通过理论及数值模拟确定了高温蒸汽射流清洗系统运行的最优温度、蒸汽压力、蒸汽用量及喷嘴结构尺寸等关键参数。现场试验及模拟结果表明，蒸汽射流喷嘴内的温度和压力在管内呈梯度分布，可提高蒸汽射流在稠油管内的凝结潜热释放效率，有效清洗附着在管壁的稠油油垢；高温蒸汽射...
在对水力旋流器井下油水分离效果的研究中，关于管柱溢流流道对分离效果的影响尚未见文献报道。为此，通过对两级旋流器串联工艺进行研究，分析溢流流道对旋流器出口总产油量的影响，并提出了4种流道结构优化方案，即不等径环空流道结构优化、两级汇总处相贯结构优化、两级汇总处喷管结构优化以及两级连接处结构优化。利用数值模拟方法，通过与...
连续管在滚筒上反复卷绕和矫直过程中产生的塑性应变，会引起连续管的累积残余变形和低周疲劳，最终导致连续管的形变疲劳或疲劳破坏。对连续管的试验载荷与现场载荷进行分析，并用有限元模拟连续管在卷绕矫直中的变形和疲劳，探寻了目前试验中连续管弯曲椭圆度等参数与现场数据不吻合的原因，分析了连续管卷绕时在不同工况下各参数变化情况和连...
复合材料压裂桥塞是水平井泵送桥塞分段压裂工艺技术的核心工具之一。根据水平井泵送桥塞分段压裂工艺技术原理，进行桥塞的结构和技术参数设计，并对其零部件进行受力分析，得到了可钻桥塞坐封脱手和压裂这2种极限工况下材料的最小屈服强度，据此确定除了卡瓦、悬挂套和挡环采用铸铁材料外，桥塞的其他零部件均采用低密度复合材料。通过对关键...
为了提高稠油水平井热采的稳产效果，延长防砂有效期，研制了水平井热采高强度耐冲蚀筛管。该筛管采用中心管、网式挡砂装置、绕丝自洁过滤装置和冲压式外保护过滤装置4层结构设计，具有较强的耐冲蚀、耐腐蚀、耐高温、抗冲刷和抗堵塞性能。现场120多口井的应用结果表明，该筛管一次性施工成功率100％，使用寿命长，最早施工的井已连续生产938 d...
为了解决防污染封隔器密封不严和解卡打捞困难等问题，研制了JDY455可取式多用途丢手封隔器。该封隔器采用液压双级坐封工具坐封、双向卡瓦锚定、上提油管解封，密封、锚定安全可靠，内、外中心管采取脱节式设计，解卡力小；一封多用，不仅可代替桥塞进行卡堵水作业，还可用于天然气井生产、气举、注水和封层等多种增产措施。试验和应用结果表明...
针对小修作业搬家频繁及脏、苦、累、险的工作特点，研制了一种小修作业远程控制起下管柱装置。修井机司机通过操作盘可远程控制完成油管的抓放、锁定、悬持、推送、扶正、对中、液压钳就位、上卸扣、高低换挡和自动对缺口，最终实现管柱起下；1名场地工人按动遥控器即可完成油管的拉送、翻滚和就位，实现了在井口无人情况下2人起下管柱作业。现...
多数管壳式换热器基于传统的经验设计方法，换热器质量大且能耗高。鉴于此，采用Fluent仿真模拟的方法，研究了换热管类型、折流板间距、折流板切率变化与换热器对流传热系数的关系，并用HTFS工程软件进行了模型验证。研究结果表明，采用特型管（如波节管和波纹管等）代替光管，可以增强管内流体扰动，提高湍流程度，增大管程对流传热系数，但同...
目前的阻垢技术对采油和集输设备阻垢效果不明显。为此，通过分析结垢机理，提出了融合防锈、防腐和阻垢于一体的复合阻垢涂层多层体系，形成了加热炉换热盘管阻垢涂层新技术。以换热盘管为对象，设计阻垢涂层试验，探索阻垢涂层新技术的实际应用效果，并根据实际效果进一步改进涂料配方，完善施工工艺，最终获得性能优良的阻垢涂层技术和完善的...
埋地管道通过的逆断层是油气输送管道抗震设计中最困难的地段，这是因为在逆断层位移作用下管道压缩分量大，容易产生屈曲失效。鉴于此，以某逆断层作用下埋地管道为例，利用有限元软件ABAQUS进行了管土作用分析，并采用基于应变的准则进行管道校核。对于范围大、布置复杂的地段采用管单元，土壤采用弹簧单元来模拟，可以满足工程使用的精度要求...
减压阀结构复杂，在工况压力下变形不协调，应力集中严重，容易造成阀体的强度失效，缩短阀体的使用寿命，造成天然气泄漏等问题。为此，以RMG530减压阀为研究对象，依据实际工况进行了阀体及阀内流体数值仿真计算。计算结果表明，在绝热条件下，耦合应力中热应力占据主导地位，应力最大点位于阀笼节流孔处，为180 MPa，阀套处最大应力为126 MPa...
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