针对准噶尔盆地火山岩岩性复杂、可钻性差及地层厚度大的特点,开展了准噶尔盆地西北缘火山岩岩石力学评价试验,建立了岩石力学参数计算模型,从钻头轮廓、布齿及水力结构等方面进行优化设计,研发了2种型号的非对称结构双排齿PDC钻头。现场应用结果表明：新型钻头最高机械钻速可达4.04 m/h,较邻井同层段平均机械钻速提高12.00%-257.14%;新型钻头对...
为了对深水管柱处理设备和深水钻机关键装备等技术研究进行成果转化,研制了多功能双井口钻井设备试验台。该试验台采用双井口、大跨度、低台面及多工位鼠洞设计,可进行多种深水关键自动化设备的功能试验和型式试验。根据不同试验设备的安装、动作及联调要求,采用手工计算并建立有限元模型进行结构验证与优化。试验台正面采用单杆式结构、侧面采...
在3D打印人造岩芯试验中,有很多因素制约着人造岩芯的打印精度,其中打印装置的喷嘴部分设计至关重要。为了研究入口直径、出口直径、收缩角和筒壁长对圆锥形喷嘴喷射性能的影响,用响应面分析法对喷嘴进行方案设计和优化,设计了三因素三水平正交试验,运用Solidworks软件分别绘制不同参数的喷嘴模型,并将模型导入到Fluent软件中进行流体分析;同时...
合理地预测水平井水力延伸极限对于塔中地区油气资源的开发具有重要意义。深井高温高压环境对钻井液的密度及流变性会产生很大影响,采用常规的循环压耗计算模型会产生较大误差,导致超深水平井水力延伸极限预测结果不准确。鉴于此,对超深水平井钻进过程中的温度剖面进行预测,利用高温高压条件下钻井液的密度与流变性计算模型,计算了系统压耗。计...
PDC钻头在深硬地层钻进时所受的黏滑振动是制约其高效利用的技术瓶颈。为了降低深硬地层钻进过程中钻头所承受的黏滑振动,引入了高频自激式扭力旋冲器。通过对旋冲器工作原理的分析,利用有限元软件（ANSYS/LS-DYNA）建立了PDC钻头非线性动力学三维模型。模拟了在有、无旋冲器作用下PDC钻头的磨损状况、运动特性以及岩石的失效情况,并在现场进行...
凹槽隔声体是随钻声波测井中普遍采用的一种隔声体,通过数值模拟方法研究了凹槽隔声体最大等效应力出现的区域,以及扭矩、过渡圆弧半径、凹槽深度、槽间距和槽宽度对隔声体机械强度的影响。分析结果表明：扭矩对隔声体的机械强度有较大的影响,在实际计算过程中不能忽略;无论加载扭矩与否,隔声体机械强度最弱的区域出现在内过渡圆弧半径处;隔声体...
我国的连续管钻井技术尚处于现场试验阶段,目前主要研究方向为利用连续管技术进行老井侧钻。连续管侧钻包括2项关键技术：连续管定向开窗技术和连续管定向钻井技术。针对连续管管柱不能转动的固有特性,研究了基于井下定位的斜向器定向坐封技术,实现了精确的连续管定向开窗;提出了连续管定向钻井的底部钻具组合,实现了国内第1口连续管定向钻井。...
大弯角螺杆钻具组合能否通过开窗侧钻窗口是决定工程顺利作业的关键因素。基于此,开展了弯外壳螺杆钻具窗口通过能力有限元分析。根据SY-4试验井相关参数,考虑下部螺杆钻具刚度、马达弯角、斜向器角度、重力和扶正器等参数的影响,建立了螺杆钻具动态下入套管开窗段力学模型,利用有限元法进行模拟计算。计算结果表明：螺杆钻具强度、接触力和摩阻...
油管悬挂器安装工具对可靠性要求很高,因此需要对其进行可靠性分析,确保其在使用寿命周期内能安全高效地完成既定功能。对结构的几何尺寸、材料参数和载荷因素等参量的不确定性进行了研究,确定了机构的不同类别结构参数所适用的分布形式及变异系数的取值等。针对理论方法进行结构可靠度计算较为繁琐的缺陷,运用ANSYS经典版软件中的PDS模块计算得...
钻井隔水管是深水钻井的重要装备,在深水恶劣环境下容易发生疲劳损坏,因此对其进行疲劳监测尤为重要。通过分析深水钻井隔水管疲劳的诱因,对疲劳监测进行了分类,确定了监测装置的安装位置和数量,制订了深水钻井隔水管疲劳监测的3个方法 （单机监测、有线实时监测及声学实时监测）。对比分析了疲劳监测方法在国内外钻井隔水管上的应用情况,分析结...
复杂的海洋环境易导致自由站立式立管系统浮力筒浮力周期性变化,造成刚性主管轴向振动。当浮力筒运动频率与刚性主管固有频率重合或接近时,系统会发生共振,危及其作业安全。鉴于此,建立刚性主管轴向振动力学模型,运用数值方法求解出刚性主管轴向振动的固有频率。以浮力筒现有的5种设计工况为例,探究了各阶固有频率随浮力筒状态的变化情况;通过稳...
水下防喷器及控制系统是确保安全钻井的海洋井控装备,需要使用水下蓄能器提供压力控制液。随着工作水深的增加,水下蓄能器数量骤增。为了减少水下蓄能器的使用数量,设计了深水剪切闸板防喷器控制压力平衡装置。该装置通过海水静压平衡深水剪切闸板防喷器打开和关闭功能的控制压差,降低最小操作压力,提高水下蓄能器的容积率,进而减少水下蓄能器的...
井下环境复杂多变,机器人运送工具时易遇卡,导致机器人出现瞬时工作突变。为研究遇卡时流量突变对离心增压器外部瞬态特性和内部流动机理的影响规律,对离心增压器在不同流量递减规律下的特性进行数值模拟。模拟结果表明：扬程瞬态增量和流量变化率成正比;叶轮功率变化趋势和流量变化趋势相同;瞬态过程中的扬程驼峰和流量变化规律有关,合理的流量...
有缆数字式分注工艺需在油管外预置电缆,存在现场施工作业复杂、施工效率低及带压作业难度大等问题。为此,研制了油管内对接井下电缆湿接头。该湿接头主要由对接下体和对接上体组成,施工时对接下体随井下工具下井,完井后在井口利用电缆携带对接上体依靠重力与对接下体完成对接,对接下体的外接头总成设计有5个Φ20 mm的过流孔及解锁力为12~20 k N...
油气作业中,井控管汇受高速携砂液冲蚀,易引发管汇破裂和刺穿,造成工业事故。为了解井控管汇常用材料35CrMo钢的冲蚀磨损性能,采用冲蚀磨损试验机研究了含不同粒径支撑剂的携砂液对35CrMo钢冲蚀时,冲蚀角度（5°-30°）和冲蚀速度（20-45 m/s）对其冲蚀磨损性能的影响;并通过扫描电镜对35CrMo钢表面的冲蚀坑进行了微观形貌扫描,分析了冲蚀角度和冲...
在弯曲井段中,波纹管的通过能力以及变形程度等有别于其他井段,为了在实际应用中为膨胀波纹管在弯曲井段中堵漏、封隔和封固复杂地层等提供理论支持,采用弹塑性力学和有限元分析方法,应用ABAQUS建模,分析了弯曲井段中波纹管的下井过程、膨胀后波谷、长轴、波峰以及不圆度等随压力的变化,并与直井段进行对比,得到弯曲井段与垂直井段变化规律相同...
湿气再循环超音速分离管可以将天然气中的液体和烃类有效地分离出来,并可以将气体进行循环分离,从而提高分离效率。为了对该装置的脱水性能进行系统全面的研究,搭建了室内试验台。试验结果表明：相比已研发的超音速分离技术,在相同压损比下再循环超音速分离管可以获得更高的露点降,说明其具有更好的脱水分离性能;当压损比为0.81时,该装置最大露...
针对传统修井机功率配置大、传动效率低、污染严重以及网电修井机高压接电流程复杂等问题,研制了XJ700电动储能拖挂式修井机。该修井机由井场抽油机变压器供电,以“直流微网”技术为核心,实现了多种性质电源并网供电及电能合理分配,配备超级电容储能装置弥补变压器容量的不足,解决了小容量井场电源供电条件下使用大功率电机工作的难题。在完成型...
为了解决目前压裂行业配液工序繁琐、占地面积大以及不能实现即混即用等问题,研制了大型压裂液连续混配装置——SPY20Q配液橇。该装置采用橇装一体式结构,由1台发动机驱动,采用液液混配为主、干液混配为辅的设计方案,最大配液能力达到20 m~3/min,能同时满足6种液体介质＋1种干料的添加,加料精度达±1%,溶液配比精度达±2%。试验结果表明：整橇结构...
为了在特高含水油井实现有效的稳油控水,设计了有杆泵同井注采系统。该系统利用重力作用在井下将油水进行分离,分离后的水直接被注入到地层中,分离后的浓缩液举升至地面,从而降低采出液中的含水量。由于同井注采系统结构和受力情况复杂,基于理论力学方法,由下至上建立了注入泵、密封活塞和采出泵的力学模型,并利用现场实测数据验证了其正确性。...
关于套管连续破漏和较长距离井段破漏点,采用1次下入1根补贴管的方法不能完成补贴,而分段补贴又不能保证破漏段的全覆盖。鉴于此,研究了长距离套破井液压补贴加固工艺技术。长距离套破井液压补贴加固工艺管柱包含内管和外管,内管和外管通过锁球连接和脱接插入方式下入,补贴采用两端锚定和两端补贴加固方式实现,补贴后承压25 MPa,悬挂力450 k N。...
长输管道全线停输作业需进行多次停泵操作,泵出、入口所产生的负、正压水击会沿管道传播,并在管内产生融合,导致泄漏检测系统误报警频繁。如果从时间维度对水击融合的行为特征进行分析并将融合规则应用到泄漏检测系统中,将能降低误报警率。为此,以多停泵水击持续时间为研究对象,在计算经验公式的基础上,对其在长输管道内的融合特性展开研究。首...
为了探讨输气管道中天然气水合物颗粒输送体系的螺旋悬浮流动规律,利用ANSYS软件对天然气管道内的气固两相螺旋流动和传热进行了三维瞬态数值模拟。研究了天然气管道内不同横截面的速度场、水合物颗粒体积分数分布规律、水合物颗粒沉降规律以及传热规律。模拟结果表明：螺旋流具有较强的携带能力,可以防止颗粒沉积,增强水合物颗粒之间的传热,避...
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