套管围压的试验方法一般是通过液压向套管试件施加外载,由于液体的特性,液压装置只能做到外载的均匀分布而不能模拟地层非均匀外载。为此,提出了一种新的套管围压试验方法并研制了相应的试验装置。该装置在模拟套管受外挤力时,能够模拟套管受均匀地应力和非均匀地应力作用。当套管外载从均布外载、椭圆非均布外载、双向外载到单向外载,其抗挤强...
针对三维复杂井眼轨迹优化问题中自变量多和约束条件复杂的特点,设计了一种新的粒子群算法(NPS0),以提高复杂井眼轨迹控制精度和优化速度。在各井段、套管长度及目标垂直井深等9个约束条件下,应用NPSO优化实际控制转矩(TCT),可以完成井身、井斜角、井斜方位角以及井段曲率等16个参数的优选,实现精确、高效的井眼轨迹控制。仿真结果表明:与MOGA和...
针对现有井筒内无线信号传输技术传输速率低以及对使用环境选择性高的缺陷,提出了一种基于水声波的井筒无线通信方法,设计了丼筒水声波无线通信系统。该系统由地面水声波发射系统和井下水声波接收系统组成。地面水声波发射系统对待传输信号进行编码、调制、放大和发射,丼下水声波接收系统接收水声信道传输的地面信息并进行信号调理和解调,重点对...
在连续管水平钻井中,管柱与井壁之间的摩阻是影响钻井深度的重要因素。而井下振动减摩工具可以很好地减轻管柱的摩阻,延伸管柱的入丼位移。为此,以机械式振动减阻器为研究对象,用有限元软件设计了井下减摩振动器的具体结构。抽取流体域模型并将其导入到ANSYSFluent流体软件中,模拟计算振动过程中液体压力随阀口间隙的变化规律,据此计算并选出2个...
针对传统优化方法效率低的不足,应用响应面模型方法和多目标遗传算法对某型钻井泵泵体进行了轻量化设计。首先,利用中心复合试验的设计方法,通过在设计空间抽取样本点进行数值模拟,建立了由3个设计参数所决定的泵体的响应面模型。其次,利用多目标遗传算法的循环逼近优化方法对响应面模型进行优化,结合实际从Pareto最优解集中选择1组作为最终优化...
天然气水合物钻井液冷却系统是天然气水合物钻井的关键技术装备之一,鉴于此,对天然气水合物钻井中钻井液冷却及温控系统进行了设计研究。系统整体采用模块化设计、一体化橇装结构,并采用闭式循环强制传热技术,系统核心部件换热器设计为人字形板式换热器,温度自动控制模块基于单片机进行设计。同时基于平均温差法完成换热器的热负荷和换热面积的...
针对目前陆地钻机建立根存在的效率低及成本高的不足,提出了一种不占用井口的双小鼠洞离线建立根系统。该系统采用双小鼠洞钻台面布局,斜直两用环保型小鼠洞管不仅可以满足不同钻井工况的需求,而且能够缓冲钻杆下放的冲击力及收集钻杆携带的钻井液;采用内部安装轴向推力轴承的十字转向滑轮能够实现给定范围内的整体侧摆转向,可解决钻台面钻杆移...
为了解决海洋钻井隔水管张紧器试验难的问题,同时也为了有效验证国产隔水管张紧器的可靠性,开展了隔水管张紧器试验的研究工作。重点分析了隔水管张紧器钢丝绳的速度和张力,确定了试验方案,并借用现有的陆地钻井设备设计了一套试验装置,模拟了升沉运动,实现了隔水管张紧器的动载试验。动载试验结果表明:试验占用空间小,成本低,效果理想,完全满足...
国产折臂式抓管机在厂内试验过程中吊爪有较大幅度的摆动,尤其是操作不熟练的人员更为明显,如果在浮式钻井平台上摆动可能会更大。通过三维建模软件UG分别对抓管机和海况进行建模,用ADAMS分别对折臂式抓管机安装在固定钻井平台和浮式钻井平台时自由悬垂式吊爪操作过程进行运动仿真。分析结果表明:吊爪摆动的主要因素是启停快慢和操作人员的熟练...
为了降低海上平台注水开发能耗,提出利用射流泵替代注水井井口闸阀的思路。以渤海某平台14口注水井为研究对象,设计JP1、JP2和JP33种型号射流泵,建立相应的三维模型,采用ANSYSFluent研究射流泵喉嘴距对注水量的影响,确定最优喉嘴距,并对结构优化后的射流泵进行注水性能试验,为了扩大射流泵的注水流量范围,设计了橇装组合结构。研究结果表明:数值...
深水表层钻井套管通常包括表层导管和表层套管2层,目前表层导管基本采用喷射法施工,表层套管需要进行固井作业,表层总体作业工期长、成本高。为适应当前低油价形式,进一步控制成本,通过采用设计的特殊接头实现将表层导管和表层套管2层合为1层套管柱,实现简化后的套管柱能够满足井口抗弯和承载力的需求,通过技术创新提出深水表层钻丼套管层次筒化...
为了对张力腿平台上部钻井支持模块进行较为精准的结构有限元分析,必须釆用合理的方法模拟张力腿平台的运动对上部模块产生的影响。为此,采用SEASAM软件建立张力腿平台的水动力分析计算模型,通过计算得到张力腿平台X、F、Z这3个方向的极值加速度和加速度时程曲线。采用ANSYS软件建立该平台上部的钻丼支持模块结构有限元模型,以对结构施加惯性力...
影响导管架下水轨迹与安全性的参数众多。为了使下水参数的优选快速准确,以东海某大型导管架滑移下水工程为背景,建立了包含导管架和下水驳船的参数化有限元仿真模型,在下水参数合理取值范围内组合一系列工况,通过批处理方式进行导管架滑移下水的三维时域模拟。系统研究了驳船初始吃水、驳船初始纵倾角度、导管架在驳船上的放置位置、滑道滑动摩...
针对油管挂安装作业风险分析时存在的故障数据缺乏、故障机理及事件间的联系不确定性,以及传统布尔逻辑门适用性不足等问题,提出一种将模糊理论和T-S模型引入到故障树中的分析方法,即用模糊可能性描述部件的失效概率,用T-S模糊门描述各事件间的联系,用模糊数描述部件的故障程度。该方法有效克服了传统故障树在处理模糊信息以及故障机理不确定等...
针对广州综合地质调查船的功能要求以及受船体主甲板上设备质量和布局的限制,常规钻机井架无法满足其配套要求。为此,在全面研究分析该调查船的作业能力、作业环境和钻台面布局形式等设计条件的基础上,研制了一种门形海洋动态井架。该井架通过左、右刚架和顶部连接架构成门形结构,井架有效高度25m,最大钩载750kN。通过SACS有限元软件分析计算和...
为了对油气开采过程进行精细化监测和控制,提升油田现代化管理水平,最终实现低成本下油气井的高效开采,研究并开发了缆式电控智能完丼系统EIC-Riped。该系统中的电控配产器集井下流动控制与数据测量功能于一身,油嘴开度可无级调节;井口控制器调节油嘴开度,采集丼下温度和压力数据,并将数据无线传输到远程测控系统。吐哈油田的现场试验结果表明:E...
入口是预分离介质进入旋流器的首要通道,入口结构对水力旋流器的分离性能至关重要。在创建轴入导锥式水力旋流器数值模型的基础上,分析了分流比和入口速度对旋流分离器分离性能的影响,并借助试验对模拟所得结果进行了验证。分析结果表明:随着分流比的增加,分离器的分离效率呈现出先逐渐升高后降低的趋势,当分流比为20%时分离效果最好,现场试验的...
工业CT是广泛应用于工业产品无损检测的一种检测技术,为了提高其成像精度与扫描效率,需要对其加载系统的位置进行精确控制。为此,基于工业CT试验台的位置控制系统建立数学模型,应用MATLAB/Simulink的传统PID和模糊PID控制模块进行试验设计和仿真分析,最后利用上位机的LabVIEW平台建立控制模块,验证控制策略的有效性。试验中,模型PID的相对误差稳...
采用低合金材料的薄壁补贴管进行套管补贴,能够获得比常规膨胀补贴更大的补贴通径。在提出薄壁管补贴材料选择要求的基础上,对补贴管结构进行了设计,采用ANSYS软件对补贴膨胀过程进行了力学分析。分析结果表明:薄壁补贴管的膨胀补贴过程符合金属材料塑性变形规律,在膨胀过程中补贴管会产生应力波动,应力值始终位于材料的屈服强度和抗拉极限之间,...
目前国内外对酸蚀裂缝导流能力的试验研究设备所用岩心尺寸过小,酸蚀距离有限,所得结果仅能反映近井地带酸液重复刻蚀的情况,对于预测酸蚀裂缝整体导流能力不够准确,无法考察酸液非均匀刻蚀对酸蚀裂缝导流能力的影响。针对这一情况,自主研制形成了模拟裂缝长度长达1m的大型岩板酸蚀裂缝导流能力物模试验装置和大型岩板酸蚀表面粗糙度激光扫描测...
为了准确预测海上大斜度井井筒结蜡剖面规律,选取有效的清防蜡工艺,基于井筒动态结蜡机理和现有模拟蜡沉积试验装置的优点,设计了一套模拟大斜度油井实际生产过程中油丼井筒内壁动态结蜡规律的试验装置。该试验装置装配了3路高精度温度控制系统,测试井筒段可更换,井筒倾斜角多级调控,配备了高精度超声波测厚装置,研发了配套数据监控及绘图软件。...
为研究悬空长输管道在地震载荷作用下的动力响应,利用大型通用有限元软件ABAQUS进行数值模拟。综合分析了地震载荷作用下悬空管道的应力状况和变形特征,同时考察了悬空长度、土壤参数和管径大小以及管壁厚度等参数对悬空管道动力响应的影响。研究结果表明:管道壁厚、悬空长度、土壤参数和管径大小都会对埋地管道的地震反应产生较大影响,其中管径...
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