针对常规深井钻机在钻井作业过程中,普遍存在的总起下钻时间长,井下复杂情况多,自动化程度低,劳动强度大,以及钻井成本高等诸多问题,提出了一种连续起下钻及连续循环智能钻机方案,并对该钻机的总体方案、连续循环、起下钻、管柱处理及集成控制等关键技术进行了详细描述。该连续起下钻及连续循环智能钻机可用于陆地、海洋半潜式和浮式平台等多种...
现有牙轮钻头在使用过程中存在井底和钻头的水力清洗条件差,以及钻进速度慢等问题。为此,在牙轮钻头水力结构设计原则的基础上,研制了φ660.4 mm新型水力结构牙轮钻头。采用1个中心喷嘴、3个侧喷嘴和3个中间喷嘴对该牙轮钻头进行了多喷嘴水力结构设计,采用ANSYS软件进行了井底流场数值模拟分析。分析结果表明：7喷嘴水力结构改善了射流井底流场,...
页岩气井压裂压力高、排量大、时间长,力-热耦合作用明显,力-热耦合作用下套管瞬态应力变化研究较少。基于页岩气水平井压裂工程实际,利用热流固耦合数值算法,对压裂过程中套管温度瞬态变化及力-热耦合作用下套管应力瞬态变化进行计算。计算结果表明：压裂过程中,套管温度迅速降低至近恒值温度T_（min）,压裂结束后缓慢回升;温度瞬态变化与排量...
为了解决涪陵区块页岩气水平井在钻进中遇到的地层可钻性差,直井段茅口组钻速慢,以及定向段托压问题,开展了φ228 mm射流冲击器的研制工作。通过对φ228 mm射流冲击器进行结构参数优化、台架性能测试和现场施工工艺优化,形成了φ228 mm射流冲击器直井段提速和定向段防托压2套技术。在涪陵二开茅口组和韩家店组的应用中,进尺797.14 m,纯钻时间97.9 h...
传统弃井作业中段铣和扩眼作业需要2趟单独的起下钻,时间长,成本高。为此,研发了段铣和扩眼联作系统。该系统可1次起、下完成段铣和扩眼作业。介绍了段铣和扩眼联作系统的结构和作业步骤,与传统技术相比,该系统显著缩短了施工时间,节约了成本,降低了HSE风险;段铣和扩眼联作系统与基于时间的三维钻井动态模拟系统的集成确保了作业的高质量,提高了...
应用弯外壳钻井液马达进行滑动钻进过程中,在给定钻压下,钻头的攻击性越强,产生的扭矩越大,导向越困难。鉴于此,试验研究了工具面失稳和钻头设计及各种工具面扰动之间的关系,研究内容包括摩阻和质量不平衡影响分析、典型试验案例分析以及快速扭矩异常（FTAs）分析。研究结果表明：扭矩发生时的频率接近于或小于钻柱的基本自然扭转频率时,最有利...
为了保证石油套管接头在高温、高压及强腐蚀工作环境下的密封完整性,采用金属对金属的密封方式代替橡胶密封。阐述了金属对金属密封的密封机理,根据厚壁圆筒弹性力学理论,推导出了石油套管接头锥形密封面最大过盈量的计算方法。利用有限元分析软件Marc建立石油套管接头的二维轴对称模型,分析了不同过盈量下密封面锥度和扭矩台肩角度对接头密封性...
为了解决反馈层抗干扰能力差和响应时间长的问题,建立了由反馈控制层、监测控制层和优化控制层构成的MPD 3级井底压力自动化控制架构,并且在反馈控制层首次引入模糊PID控制。利用MATLAB/Simulink对国外某井进行MPD多级控制仿真模拟,模拟结果表明：模糊PID控制不仅使MPD缩短了控制时间,增强了抗干扰性,同时还引入人为经验的智能推理,使MPD控制更...
黏/滑一直是钻井行业面临的主要挑战为了减缓黏/滑研发了PDC钻头自调节切削深度（DOC）控制技术。采用该技术在不断变化的钻井环境中可动态调节PDC钻头的切削深度,避免或减缓振动,减轻钻头或BHA组件的损坏程度,实现安全高效钻井。阐述了自调节DOC控制机构及其控制原理,对自调节切削深度控制技术分别在实验室和现场进行测试,测试结果表明：在极慢...
为了研究垂荡板对Truss Spar平台垂荡性能的影响,在建立Truss Spar平台垂向波浪载荷计算模型的基础上,基于柯莱根-卡彭特数Kc计算了Truss Spar平台的黏性阻尼,提出了垂荡响应幅值的理论计算方法,并将理论计算结果与AQWA软件的仿真结果进行对比。分析结果表明：2种分析方法下垂荡响应幅值趋势一致,峰值较为接近,而且理论计算方法计算速度明显优于...
井口抬升现象危害十分严重,影响油井正常生产寿命和产量,甚至导致油气井关停,同时对井控风险极大。在介绍H1井井身结构和固井工艺的基础上,采用WellCat软件建立了井口抬升分析模型,基于井筒温度剖面和自由套管热载荷伸长量模拟计算了井筒抬升量,并结合抬升原因给出了复产措施。分析结果表明：H1井井口抬升的主要原因是？244.48 mm套管自由段过长...
为探求T形管节点处撑杆和弦杆上双裂纹之间相互干渉影响的规律与机理,利用节点位移法、单元应力法及ABAQUS数值模拟的方法计算撑杆周向上单个穿透裂纹的应力强度因子,将撑杆壁厚和裂纹长度作为影响因子进行分析计算;对撑杆和弦杆上的2条异面周向穿透裂纹的应力强度因子进行了有限元计算;讨论了不同撑杆壁厚、裂纹长度、载荷大小以及2裂纹间距等...
为解决安装有常规气举阀的连续气举管柱无法实施套管加压的问题,研发了一种液压启动气举工作筒。该工作筒利用1趟管柱实现了套管加压负压射孔、封隔器验封和气举完井等作业;在工作筒上设计了通过压力控制注气通道开关的装置,可对气举工作筒注气通道进行主动控制,进而实现了气举管柱套管憋压作业。该工具已经在现场试验了2口井,平均单井节约施工...
针对低压产水气井采用地面放空方式排出井筒积液造成天然气浪费和污染环境的问题,开展了同步回转泵降压排水采气工艺试验。该工艺是在采气井和集气站之间增加一个同步回转泵,利用同步回转泵的抽吸作用,通过降低井口压力来提高气井瞬时流量,从而排出井筒积液。试验结果表明：采用该技术后,抽吸可以代替部分低压产水气井的放空排液;泵排量越大,排...
低渗透致密油藏在水力压裂施工中需要大排量和长时间的作业,往往导致压裂管柱冲刷磨损严重而使其强度降低。伞键作为冲刷磨损最为严重的部位,其抗冲蚀性能决定了整套管柱的抗冲蚀能力。为此,以通径式喷砂器伞槽滑套为研究对象,采用有限元软件建立了流场仿真模型,研究了混砂液在伞槽内部的流场分布规律,找到伞键发生冲蚀的原因,并对其进行改进设...
针对目前现有的多分支井完井工艺单一,回接技术难度大的问题,研制了多分支井自膨胀回接装置。多分支井自膨胀回接装置实现了双级液缸、超长锚定爪、上提或旋转丢手和可钻自膨胀套管等4项主要功能,是一种结构简单、施工安全可靠的多分支井完井工具。该装置与管柱连接,形成分支井完井管串。现场应用结果表明：多分支井自膨胀回接装置的锚定力大,能...
针对现有油管移送机不适应于井口无人作业工况,电动、钢制发条驱动小滑车或用传送带（绳、链）拖动小滑车存在的诸多问题,研制出一种新型井场油管遥控移送机。该移送机的小滑车在上部开口的矩形槽滑道内行走,不会翻车,也不会出轨掉落伤人;依靠重力弹性机构自动产生拉力,拉着小滑车回位,无需人工推送。现场应用中,该机接送和传送油管动作连贯,性...
目前国内水平井注水技术仍处于探索阶段,尚存在一些技术问题,如水平段封隔器密封性能有待提高,配套测调工艺成本还需控制以及需降低后期起管柱遇阻风险等。为此,在充分借鉴国内外油田水平井分段注水技术的基础上,开发了水平井智能配水器和注水封隔器等关键工具及配套仪器,形成了水平井智能分段注水工艺技术,并在安83水平井开展了2段智能分注先导...
为得到超高压喷嘴的最佳射流特性,提高磨料射流切割设备的作业效率,基于两相流理论研究了流体和磨料颗粒在喷嘴收缩段和圆柱段内加速的理论计算方法,同时利用计算流体力学软件FLUENT对喷嘴内外射流特性进行仿真分析,研究喷嘴内、外速度和压力场分布情况,并对比理论计算与仿真结果。在此基础上,研究收缩段角度和圆柱段长度对喷嘴内、外射流特性的...
针对丛式井组开发分注管柱有效期短、分注井测调成功率及效率低等问题,开发了桥式同心分层注水技术。为了完善配套桥式同心分注技术,以桥式同心配水原理为基础,研制了桥式同心分层压降测试仪器,制定了分层压降测试方法,解决了桥式同心分注井无法测试分层压降的难题,实现了多层分注井双卡井下单层压力直测。该技术在长庆油田现场试验10井次,最大...
针对ZDM型倒扣捞矛在雅达油田F13井打捞钻杆落鱼过程中发生的捞矛芯轴和胀扣套落井次生事故,阐述了倒扣捞矛结构、工作原理和落井过程,分析了捞矛芯轴和胀扣套落井的主要原因,采用创新制作的打捞工具一次性成功地将芯轴和胀扣套捞出。根据落井原因,对倒扣捞矛进行了技术改进：减小芯轴台肩的直径和厚度,增大芯轴台肩下部的倒角。这样可大大降低...
目前我国针对海底油气管道的堵塞问题尚没有经济有效的处理方法。通过对海底管道的作业环境进行分析,并参考前人的作业案例,以连续管为下入工具,以高压水射流技术为解堵方案,对方案的可行性进行了研究。在建立下入工具最大下入深度计算模型的基础上,分析了高压水射流冲击堵蜡的作用效果。分析结果表明：将连续管作为下入工具,存在最大下入深度的...
内压检测装置在实际应用中存在操作不便和不适用于小管径套管等缺点,为此研究了外压检测方法。采用锥面-锥面的螺纹密封形式来建立密封模型,利用有限元软件分别仿真内压检测和外压检测2种方法检测套管与接箍密封过程。仿真结果表明：2种检测方式都会增大套管和接箍的Mises应力;内压检测最大Mises应力在主密封面处,而外压检测最大Mises应力在扭矩...
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