页岩气体积压裂时,关于固井质量对套管应力的影响分析主要基于传统建模方法,计算时无法考虑水泥浆失重及地层性质变化对套管的影响。鉴于此,基于分步有限元方法,考虑井筒组合体的初始应力应变,建立了温度和压力耦合条件下水泥环含多重工程缺陷的井筒组合体开挖扰动力学模型,对压裂过程中极端工况下的套管力学行为进行了分析。研究结果表明:当水...
为确保高温高压气井的安全钻井,有必要对高温高压气井的井筒温度场进行研究。考虑井筒流体与地层传热,根据热力学定律和能量守恒定律,建立了钻井液循环期间钻柱内及环空流体瞬态温度模型,分析了钻井液排量和循环时间对环空温度的影响。研究结果表明:循环温度与静温剖面的偏离程度随循环排量和循环时间的增加而增大;小排量时环空钻井液温度比排量...
JY10HF井是南川金佛山断坡第一口页岩气预探水平井,钻遇地层具有缝洞发育、倾角大和可钻性差等特点,钻井过程中面临易漏失、易坍塌、易井斜和机械钻速低等难题。鉴于此,采取“导管+四开制”井身结构、旋转导向控制井身轨迹、优选钻头及工具、优化堵漏措施等技术,完成了该井的施工任务。为进一步实现该区块页岩气水平井提速提效,分别从井身结构、...
为评估钻柱黏滑振动的严重程度,提出了一种基于因子分析(FA)与支持向量机(SVM)的黏滑振动风险评估方法。对仿真得到的扭矩数据进行时域与频域分析,提取信号的特征值,然后应用因子分析方法减少高维特征的冗余信息,获取特征向量,最后通过SVM对降维处理后的数据进行黏滑振动等级分类。研究结果表明:基于井口扭矩信号的SVM黏滑振动等级预测方法的整...
顶驱回转头锁紧系统是顶驱装置的重要组成部分,锁紧系统的故障直接影响背钳的正常使用,进而导致顶驱无法顺利完成上卸扣等功能。鉴于此,通过查阅文献资料,针对机、电、液一体化的锁紧系统,分析并指出锁紧系统的关键技术问题在于接近开关连接线路的选择和锁紧销失效引起的误检测,借助ANSYS Workbench有限元软件,构建了锁紧系统三维力学分析模型。...
中国石油天然气集团公司正在建设楚州盐穴储气库来保障中俄东线的调峰和应急供气。楚州地区盐岩埋藏深、夹层多、地质条件复杂,相对于其他盐穴储气库,楚州储气库对固井技术提出了更高的要求。为保证楚州储气库固井质量,针对楚州储气库固井时存在的水泥浆配方筛选困难、提高顶替效率困难、易漏失及易憋堵的特点,提出了适合本地区的水泥浆体系和提...
国内对海上漂浮软管的理论研究较少,软管的设计生产和维护缺乏理论依据。为此,对漂浮软管的弯曲和动态特性进行了分析。建立了漂浮软管的有限元模型。在进行弯曲特性分析时,通过施加适当弯矩,记录软管上点的位置变化,求解得到软管各管段的挠度大小,进而求得软管弯曲刚度和等效弹性模量。在进行软管动态分析时,将软管简化为一根梁,利用等效方法求...
针对1500m水深的多点系泊FPSO串靠外输作业方案,研究适用于中国南海不同重现期风浪流极值环境海况下的外输安全距离。先基于三维势流理论利用SESAM软件对FPSO外输作业过程中所需的穿梭油轮进行水动力特征分析,得到船舶在风浪流载荷作用下的位移。再利用OrcaFlex软件对外输作业系统整体进行多体耦合的时域模拟,并分别对挪威北海和中国南海的外输...
海上丛式井平台位置优选直接影响油田经济开发效益,而以钻井总进尺最小兼顾钻井难度的方法不能完全反映钻完井成本的高低。鉴于此,考虑影响钻完丼投资的因素(井深、工期及其他现场因素),依据丛式井分类方法,按照标准测算其他因素引起的钻完井费用,建立了目标油田钻完井总投资函数,将其作为成本最低优选平台位置的基础条件。在“最小进尺法”与“...
齿轮齿条系统是自升式海洋平台最常用的升降系统,关于齿条结构对桁架式桩腿水动力特性影响的研究相对较少。为此,采用模型试验的方法,以桁架式桩腿作为研究对象,分别进行光滑模型和带齿模型的水动力试验。基于ABAQUS有限元软件进行复杂桁架式结构波流载荷的理论计算,运用瞬时值法、最小二乘法和试凑法推求出试验条件下的水动力系数,从载荷和水动...
针对海上油气田套管清洁作业效率低,组合管柱易卡,以及无法判断卡点的风险等问题,研制了一种变径套管清洁工具,实现了非组合管柱0244.5mm套管与0193.7或0177.8mm尾管的连续清洁作业。该工具通过采用预压缩板簧结构增加了板簧的真实压缩距离,降低了在0244.5和0177.8mm套管中支反力比值,并利用ABAQUS工程模拟的方法,对压缩位移-支反力变化趋势进行...
海上油田存在大量油气共生资源,由于现阶段采油工艺的限制无法实现油气共采,同时以曹妃甸11-6D平台为例的小型生产平台电力负荷达到上限。鉴于此,研发了海上油田电泵-智能气举管柱工艺技术。该技术采用耦合举升工艺,利用现有气源,在电泵上部增加智能气举阀,采用电泵-气举耦合举升方式,可以节省部分电量,减少油井关停造成的产量损失;同时能有效利...
修井机刹车系统性能对于安全作业起决定性作用,但是过去对制动系统性能的研究大多基于摩擦及材料相关理论,对制动器单个部件进行讨论,而游车制动产生的加速度是造成丼架振动冲击甚至过载失效的根源,因此过去的研究不能完全满足修井机实际刹车系统的需要。鉴于此,以油田小修作业机为研究对象,基于刚体动力学原理,建立修丼机刹车过程的动力学方程,...
以无线射频识别(RFID)技术为控制手段与井下工具进行结合,能够很好地突破现有技术瓶颈,解决压裂级数受限等诸多问题。但在实际情况下,丼下环境复杂多变,多种因素都会对射频系统的稳定性造成干扰。为解决这一问题,在完成井下RFID通信系统设计的基础上,根据丼下RFID系统的结构特点和工作环境,使用Ansoft Maxwell软件建立丼下电磁环境有限元仿真模...
筛管是井下防砂关键器材,对防砂质量、成本和油井产量等都有很大影响,一旦筛管失效将导致水源井出砂停产,使整个防砂作业失败。为了减轻筛管的冲蚀损害,研究了各个因素对金属网布筛管和星孔筛管冲蚀损害的影响规律。结合海上油田生产实际和各种影响因素,研制了冲蚀磨损试验装置。针对2种类型的筛管,模拟了含砂粒径、流速、含砂质量分数和地层水...
清蜡器在油管内的运行规律对泵启停时间、装置回收时间和清蜡器换向肢筒的设计与选择有着重要的指导意义。为此,采用FLUENT软件,利用建立的清蜡器在丼筒中运行的数学模型,通过编写UDF程序实现动网格功能,对清蜡器的运行规律进行了模拟研究,并采用试验方法对模拟进行了验证。研究结果表明:当管径和壁面摩擦因数不变时,清蜡器下行过程要经历短暂的...
西部油田超深碳酸盐岩储层部分井需进行酸压施工才能获得工业油气流,施工初期压力高,沟通储层后压力快速下降,存在压力反转的现象。目前使用的常规水力锚存在对套管损伤大、密封性能弱、压力反转时无法锚定导致封隔器失封等问题。鉴于此,研制了新型卡瓦式高温高压水力锚。该水力锚釆用支撑密封结构,可增强密封能力;采用桶状卡瓦,可减小对套管的...
针对目前智能采油技术存在的生产管柱与配产管柱不能有效分离、配产管柱容易失效以及油泵只能采用非标泵的问题,开展了井下电缆二次对接技术研究。通过设计井下丢手对接装置和电缆二次对接装置,完成井下生产管柱与配产管柱的快速对接与分离,实现湿环境下的电缆二次对接。室内试验结果表明:电压从50V调节至220V,温度从30℃升至150℃,系统绝缘阻值...
聚合物驱开发原油过程中,由于流体黏度较高,抽油泵排出阀阀罩过流阻力通常较为显著,从而对抽油泵阀罩载荷分析及优化设计提出了挑战。但是,现有的阀罩过流阻力确定方法主要依赖于室内清水试验,与高黏流体性质差异较大,难以用于聚驱井阀罩过流阻力分析。因此,通过综合运用数值模拟及室内试验方法,分析了流体黏度、流量、阀罩开口宽度及开口长度等...
为探究清管器与管道内壁间存在旁通时流场分布情况,进而为提升其清管效率和通过安全性提供依据,利用ICEMCFD软件建立旁通流场三维模型,采用FLUENT软件中的标准模型进行数值模拟分析。分析结果表明:在产生旁通状态下,高速流体通过旁路,对管道内壁产生强剪切作用,流过清管器后,在下游形成涡流区。压力场分为上游高压区、清管器中压区、头部低压区...
在钻井过程中,对一些复杂井的套管磨损进行预测以及对套管采取防磨措施尤为重要。鉴于此,以2口中深层复杂丼为例,对套管的磨损情况进行了预测,通过仪器对套管实际磨损情况进行测量,将预测套管磨损情况和实际套管磨损情况进行了对比,并分析了原因。分析结果表明:利用套管磨损预测模型对复杂结构井实行磨损预测,能够真实直观地预测套管磨损情况;钻...
《石油机械》主要报道油气装备与工程技术最新科技成果和进展,设有钻井技术与装备、海洋石油装备、油气田开发工程、石油管工程等栏目,欢迎作者就油气钻探与开发领域的新技术、新装备、新工艺、新材料、新方法等撰写论文,并注意下述写作要点。
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