高温射流钻井过程中,高温流体在上返时易引起上部井壁岩石的裂解垮塌和钻柱持续高温,为实现安全高效钻井,提出了通过钻柱侧向注冷水的环空冷却方案,研究了射流速度、射流温度和冷水速度等参数对环空冷却效果的影响。研究结果表明：随着射流速度的增加,环空平均温度对射流速度的变化敏感性越来越弱,同时环空平均温度与射流温度呈线性关系。冷水速...
为了促进自动化钻井技术的整体快速发展,国外各大公司及研究团体加大了相关技术的研究力度,并主动走向协同整合。SPE自动化钻井技术部、IADC的先进钻机技术委员会、世界领先的油服公司及石油公司共同发起成立了自动化钻井路线图计划,从系统架构、通信、传感器与测量系统、钻机设备、控制系统、建模与模拟、人机系统、标准及认证等8个方面阐述了...
针对水平井钻井因岩屑床导致托压、底部钻具组合黏托甚至卡钻等问题,基于风琴管谐振-脉冲生成、射流泵-负压抽汲和高压水射流等理论,设计了新型脉冲内磨钻头。该钻头可通过脉冲射流辅助破岩、反向射流负压抽汲及内磨削结构减小钻屑粒径,实现高效破岩与清除岩屑床。以内磨高压作用力、最小内磨末速度和最小加速管长度为特征参数建立了计算模型,以...
概述了钻机管柱自动化处理系统的技术现状,介绍了悬持式、推扶式、举升式和组合式管柱自动化处理系统的结构和性能特点。着重对国内目前已研制成功的4种管柱自动化钻机在现场应用及工业性试验等方面的情况分别做了描述。结合钻机自动化发展技术,提出今后石油钻机自动化技术将会朝着一键操作高效化、井下地质专家系统智能化和设备远程控制井场无...
针对国内深部复杂地层普遍存在的窄密度压力窗口控制难题,形成了具有独立知识产权的PCDS-Ⅰ、PCDS-Ⅱ和PCDS-S系列化精细控压钻井装备。高端PCDS-Ⅰ型装备井底压力控制精度0.2 MPa;中端PCDS-Ⅱ型装备实现了模块化设计,自动识别外部设备工况,工艺工况自动匹配;低端PCDS-S型装备达到了低成本安全、优化钻井作业的要求。针对不同需求可进行不同控压...
钻井过程中,井眼清洁状态是影响起下工具和井下安全的重要因素之一。为此,设计了刮清一体式套管清洗工具。利用弹塑性力学分析理论,分析了该工具上、下本体在不同法向载荷下的扭矩和切应力,以保证工具安全可靠工作;运用ANSYS有限元软件分析计算了上、下本体在拉伸、扭转工况下的受力状况,分析结果表明其应力分布趋势与弹塑性力学分析结果相符。...
以往有关钻具疲劳损伤的研究多为模型模拟或小尺寸试验,不能准确反映全尺寸钻柱的疲劳损伤。为此,在四点弯曲疲劳试验的基础上,采用全尺寸钻柱作为试验试件,通过磁记忆检测技术对试件的应力状况进行检测分析,以此来描述钻柱损伤的演变过程。分析结果表明：在全尺寸钻柱四点弯曲疲劳试验过程中,循环加载后在中间段管体位置发生断裂,断裂过程中,不...
潜山油藏是乍得项目主力油藏之一,具有较高的商业开采价值,但是由于潜山地层硬脆性花岗岩的地质特点,且裂缝发育,钻速慢、钻井周期长以及井控风险高成为潜山油藏高效开发的主要技术瓶颈。鉴于此,在国际安全环保标准日益严苛的大形势下,通过室内研究、软件模拟和现场应用形成了一系列潜山钻井配套技术,包括优化钻具组合、优选钻头、RCD控压装备配...
连续波钻井液脉冲发生器具有较高的传输速率,其产生的压力波信号质量主要由信号幅值和频谱特性决定,与转子形状密切相关。为了获得理想的正弦波形,以提高脉冲发生器的传输距离及信号质量,建立了三角形定/转子流通面积计算数学模型,并依据钻井液脉冲发生器脉冲幅值设计准则及压力波与正弦波最大相关系数设计准则,建立了三角形定/转子形状优化模型...
为了模拟钻采装备的深水高压工作环境,并对水下装备的承压性能、密封性能、动作（功能）性能、安全性和可靠性等进行系统性试验与研究,研制了深水高压模拟试验舱。该试验舱采用集成法兰,将水压、液压、电源、信息、监控和测试等集于一体,便于统一管理,集成控制,同时减少高压舱的开口数量,提高可靠性和操作性;可对水下装备同时进行内、外水压试验...
针对空心球双密度钻井中空心球注入困难的问题,设计了基于水力旋流器原理的水下注入阀。采用Solid Works软件建立了水下注入阀和注入系统三维模型。对注入阀进行力学分析时,湍流模型采用RNGκ-ε模型,固液两相流动采用欧拉模型方程描述,建立了注入阀力学模型,采用Fluent软件模拟计算携带液分别为海水和基液时的分离效果。计算结果表明：分离效率随...
为消除PDC钻头的黏滑振动现象,降低滑动导向钻进摩阻,提高机械钻速,延长PDC钻头的使用寿命,研制了一种新型钻井提速工具——三维振动冲击器。三维振动冲击器结构紧凑,无橡胶件和电子元器件,耐高温高压,工作安全可靠;轴向冲击减小了整个钻柱的摩阻力,增强了PDC钻头吃入硬地层的能力,周向冲击消除了钻进过程中的黏滑现象,有利于钻头均匀切削,在中...
合理的机械筛管强度校核方法是进行多轮次注热水平井防砂筛管设计优化的基础。根据热采井实际生产条件,建立筛管抗内压、抗外挤和轴向屈服强度等单项强度校核方法以及三轴应力条件下的组合强度校核方法;考虑残余应力影响,建立多轮次注热条件下残余应力破坏强度校核方法。用渤海某油田典型井对CMS筛管强度进行校核,校核结果表明：单轮次350℃注热...
控压钻井（MPD）是钻井行业近年来推广的新工艺之一,目前已进入对原有基本机型升级改造阶段。升级改造主要途径有4个：（1）提高井眼系统内相关参数的自动化控制水平,例如可以实现钻井作业中的恒定井底压力（CBHP）钻井,以及加压钻井液钻井（PMCD）,可以在作业遇到危险时实现钻井的自动化控制。
地下储气库短期调峰所需注采气量过高,存在冲蚀风险,导致常规气井完井管柱难以满足储气库高气量、强注强采要求,并且注采交变应力周期变化致使多数储气库井套管带压,难以保证储气库长寿命安全注采。为此,设计了新型强注强采完井管柱及配套工具。根据不同缩径尺寸对管柱冲蚀的影响,优化井下安全阀上、下两端冲蚀流动短节内径,应用可移除封隔器配...
缝网导流能力是评价压裂施工效果的重要参数之一,建立缝网导流能力数值模型可以对导流能力进行快速有效的评价,并指导压裂施工参数优化设计。为此,基于Carman-Kozeny公式,建立了单一裂缝导流能力数值模型,考虑支撑剂嵌入、破碎和变形等因素对模型进行修正;根据水电相似原理,借助串并联电路的求解思路,建立缝网导流能力数值模型;在验证模型精度达...
针对我国高压管汇的应用和非正常损坏情况,提出了延长高压管汇使用寿命的工艺措施。以20Cr Ni Mo材料为例,研究了在制造高压活动弯头过程中渗碳＋等温淬火＋回火的热处理工艺,给出了热处理工艺后工件重要部位的金相组织和硬度,并对热处理工艺特点进行了分析。分析结果表明：活动弯头采用渗碳＋等温淬火＋回火的热处理工艺,工作面获得下贝氏体＋...
为防止连续管在作业过程中突然断裂,对含缺陷连续管的疲劳寿命要有一定的预测。用有限元模拟含不同尺寸椭球缺陷的连续管在零内压情况下卷绕矫直过程中的变形和疲劳,并分别用等效应变法和临界面法估算出相应的疲劳寿命,绘制成相应图表。缺陷尺寸包括其他方向上尺寸不变情况下的不同长度、不同深度和不同宽度。缺陷尺寸变化,疲劳寿命也会相应变化...
为实现注热蒸汽采油过程中干度的测量,根据热力学换热过程能量守恒原理设计了蒸汽干度测试装置。装置结构设计参数依据目前稠油开采所注蒸汽的主要参数,饱和蒸汽进口温度353.25℃,进口蒸汽质量流量50 kg/h,采用2层冷凝盘管,里层盘管直径D_（c1）=100 mm,管间距0.02 m,盘管绕层18圈。选择压力分别为1.8、2.6和3.4 MPa 3个测点,对现场注热蒸汽干度...
针对气力吹送纤维混配装备集成化程度低、加注流程复杂、易出现纤维聚团和添加不均等问题,研制了压裂液纤维水合混配装置。该装置利用螺旋输送机输送纤维,通过文丘里喷射原理产生负压,吸入螺旋机输出的纤维并混配,能够在纤维进入混合罐之前实现纤维与压裂液的混配,具有纤维加注量大、结构简单和混配均匀等优点。试验结果表明：压裂液纤维水合混...
针对现有带压作业设备在高压油气井开发中存在的承载和承压能力不足及安全性和可靠性差等问题,创新研制了新型独立式带压作业设备,开展了卡瓦无损加载技术、高压密封控制技术和多点精确控制技术等方面的研究。新型独立式带压作业设备在南美地区油气田已顺利完成17口井带压作业,作业井最深达4 267 m,井底最大压力30.2 MPa,最大提升载荷840 k N,设...
智能完井工具的远程控制开关是其关键部件之一。美国Weatherford公司近期推出AutoF rac系列智能完井远程控制开关,这种开关主要应用于大位移水平井的裸眼井段完井工具之中。
分段压裂技术作为低渗透和薄互层油藏有效动用的重要手段之一,在胜利油田的应用规模在逐步扩大。然而该技术中的机械分层压裂工艺在应用中常出现管柱刺断和卡管柱事故。为此,在分析管柱刺断和遇卡原因的基础上,设计了可逐级解封的管内分段压裂管柱。该管柱通过坐封球座统一坐封封隔器,在打开滑套进行压裂的同时采用液压的方式自行启动该层封隔器...
柴油发动机活塞、活塞环与缸套润滑油膜破坏会发生剧烈的干摩擦而使柴油机发生拉缸故障,进而引起严重后果。为此,研究了干摩擦状态下柴油机活塞轴向加速度信号的振荡特性,建立了柴油机拉缸故障下活塞与缸套间的摩擦力模型,根据摩擦力的动态特性验证了该模型的可靠性。研究结果表明：活塞经过上、下止点时其加速度振动信号会发生剧烈波动,产生冲...
现有文献关于轴向力对换热管固有频率的影响系统性的研究较少。鉴于此,简要对比了TEMA标准、GB151及有限元法3种轴向力作用下换热管固有频率的计算方法,利用ANSYS软件瞬态激振计算与傅里叶变换相结合,分析了跨距l=1.0 m的等长多跨管在不同轴向力作用下前3阶固有频率变化规律。研究结果表明：轴向拉应力起到了应力刚化作用,使换热管固有频率升高,...
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