渤海湾深部地层中存在大量的硬脆性泥页岩,易发生井壁失稳问题。鉴于此,将硬脆性泥页岩视作多孔弹性介质,探讨了流固耦合作用对井周岩石的应力和变形场的影响规律,建立了渗流-应力耦合作用下井壁稳定计算模型,在此基础上,分析了钻开时间对硬脆性泥页岩井周破坏的影响规律。研究结果表明:钻开瞬间,在最小地应力方位井壁内部附近孔压急剧升高,井周...
北部湾盆地古近系涠洲组、流沙港地层岩性差异大,常规PDC钻头难以适应,导致整体机械钻速偏低。针对上述问题,用脊形PDC切削齿替换常规PDC切削齿,并对脊形PDC切削齿进行了物理性能分析,证明脊形PDC切削齿钻头攻击性良好、切削效率高;用钻头软件模拟评价钻头载荷和功率、机械钻速及扭矩。模拟评价及现场应用结果表明:脊形PDC切削齿钻头结合了尖圆...
为了研究织构对牙轮钻头滑动轴承的润滑减磨机理及织构面积比、织构直径和织构深度对轴承摩擦学性能的影响规律,采用MMW-1型微机控制立式万能摩擦磨损试验机和销-盘摩擦副,开展了模拟工况下织构化牙轮钻头滑动轴承单元摩擦学试验。研究结果表明:合理参数织构能有效提高牙轮钻头滑动轴承的润滑及摩擦学性能;对于较小直径(200 μm)织构,当织构面积...
目前传统陆地石油钻机多采用立柱长度为28.5 m的三单根立柱进行钻井作业,为了实现超深井的钻井提速提效,采用立柱长度约38.0 m的四单根立柱进行钻井作业,可以提高游车高速运行区段,减少钻机起下钻频次,提高钻井效率。从井架高度、绞车滚筒容绳量、井架起升系统、立根靠放可靠性及钻井钢丝绳选型等方面对四单根立柱钻机关键技术进行分析,得出解决...
水力喷射径向钻孔可在岩层中打开一条油气通道,增加泄油面积,有效地提高油井产量。为了解水力喷射钻孔器径向破岩特性,基于数值模拟方法,建立了地层-喷射孔数值计算模型,开展了水力喷射钻孔器径向喷射方位、地应力对钻孔器喷射破岩影响规律的研究,从而对钻孔器水平钻井能力及延伸极限进行评估。研究结果表明:随钻孔器喷射方位角的增加,岩石破裂...
钻井液振动筛是石油钻井固控系统中的关键设备,为探索新的振动轨迹,提高振动筛的处理效率,提出了一种三激振电机李萨如空间轨迹钻井液振动筛。建立了振动筛空间运动微分方程,求出其稳态解。运用Simulink软件进行运动学仿真,研究振动筛各方向的运动学参数变化。研究结果表明:该振动筛能够实现稳定的运动,可产生空间内的李萨如运动轨迹;振动筛沿圆...
钻柱与井壁接触可能导致反向涡动。为研究底部钻具组合(BHA)在反向涡动过程中的振动响应,开发了反向涡动试验机。通过解析模型和有限元模型预测了BHA动态响应,并用试验结果进行了验证。 171.45 mm BHA在 215.9 mm井眼中的试验结果显示,光滑井眼和不连续井眼中BHA的侧向加速度范围分别为20 g ~30 g 和40 g ~50 g ,均方根值分别为3.01 g 和7.28 g ...
水下滑轮安装法是深水超大型管汇的主要安装方法之一,主要是利用一艘半潜式平台和两艘辅助船只进行水下目标管汇的安装下放。为了研究滑轮法在深水水下丛式管汇中的下放过程,以滑轮安装法中的钢丝绳为分析对象,在不考虑环境载荷的影响下,将水下管汇的安装过程分为3个阶段,建立了3个阶段的静力学平衡方程,分析了钢丝绳的最大拉力以及曲线形状,并...
渤海油田老区部分油井侧钻后,下入小尺寸套管无法满足后期分层开采需求。为此,研究了侧钻小井眼膨胀管钻完井关键技术,确定了侧钻技术方案。从套管膨胀管工艺流程、开窗位置选择、井眼轨迹控制、钻完井液体系优化、射孔方案优化和油水层封隔技术等方面入手,研究形成一套适用于海上油田老井侧钻小井眼膨胀管钻完井技术。在K1S2井调整井的钻完井实...
渤海油田储层主要以疏松砂岩为主,需要实施分层配注提高采收率,而常规注水工艺受井斜和注水层数等限制,存在作业时效低、施工成本高等问题。为此,渤海某油田M井首次尝试采用了智能注水完井技术进行分层配注,实现了注水工艺智能化。该技术通过井下压力传感器和液控滑套,进行数据实时采集和流量控制,通过地面数字化监控系统实现远程快速、准确调控...
胜利油田油水井化学防砂主要采用全井筒笼统挤注的方式,在长井段非均质多层井中存在有效期短、成功率及有效率低、防砂效果不理想等问题。鉴于此,研制了投球式分层化学防砂管柱。该管柱通过喷砂器与分层封隔器的一体化设计,可有效防止管柱砂卡与固结,降低了作业风险;采用逐层投球的方式,实现了不动管柱进行化学固砂剂分层独立注入、全井段均匀固...
为了解页岩气水平井在压裂过程中地层滑移导致套管变形的机理,结合套损井的现场资料,在岩石力学试验的基础上,利用COMSOL数值模拟软件对页岩气水平井在水力压裂过程中地层沿裂缝的滑移变形进行了数值模拟研究。研究结果表明:随着缝内流体压力的增高,裂缝面的滑移量增大,当缝内流体压力达到50 MPa时,裂缝面的滑移量可达到厘米级;当存在多条裂缝时...
导流片型油水旋流分离器是一种新型井下油水分离器,为了提高其进行超大处理量油水分离时的性能,对导流片进行了结构优化研究。加工了两种结构的导流片,并在室内搭建了试验系统,对油水两相流经导流片的流动规律开展了试验研究。研究结果表明:在相同的入口工况下,油滴经流线型导流片后破碎程度小、平均直径大、迁移运动后所形成的油核较细,油水两...
针对目前海上单管测调注水存在封隔器分层可靠性较低、测调遇卡遇阻以及反洗通道较小造成反洗井困难等问题,开发了适合海上油田的长效精细分注技术。该技术采用小直径双活塞液控压缩封隔器,实现了室内动态补压和直观控制;研制了电控智能配水器,通过外置电缆实现供电以及水量的准确控制,借助井口流量计实现各层流量调节;配套的清砂解堵反洗装置能...
常用的机械式筛管在防砂应用中易产生筛管堵塞和冲蚀刺漏破坏。为此,研制了泡沫金属防砂筛管。为综合评价泡沫金属筛管的防砂性能,利用防砂试验平台对筛管开展了挡砂性能试验、耐压强度试验和抗冲蚀能力试验,并与海上目前常用的其他类型筛管开展了对比试验。试验结果表明:泡沫金属筛管具有良好的挡砂效果,过流与抗堵塞能力优异,抗冲蚀能力是其他...
为了研究气举阀在高压大排量下的工作特性,设计了高压气举阀测试装置。该装置由气源供应系统、试验测试装置、电气仪表系统、管路系统、放空系统、计量系统、数据采集及处理系统与试验操作台等组成,可用于还原压力测试、打开压力测试、不同温度对打开压力影响测试,并通过远程控制系统实时采集数据。试验结果表明:直径9和10 mm的阀杆更适合与此次...
针对高压管汇应用中出现的非正常损坏状况,以15CrNiMo钢为研究对象,对其采用几种不同的热处理工艺处理后,对比分析其金相组织、硬度和耐磨性。研究结果表明:15CrNiMo钢采用渗碳+等温淬火+低温回火热处理后其工作面可获得下贝氏体+回火马氏体的混合组织,其强度及耐磨性得到显著提高,心部材料仍具有良好的塑性及韧性,从而可提高材料的综合力学性能...
多级细分层注水已成为开采薄差层油气资源的重要手段,但由于其注水管柱结构、工艺流程以及管柱受力相对复杂,使得封隔器蠕动失效问题日益突出。为了更准确地分析注水管柱蠕动影响因素及蠕动规律,在考虑管柱受力、管柱结构和作业参数等多种因素的基础上建立了三级分层注水管柱封隔器蠕动模型,并提出了蠕动计算的新方法。通过对实际注水管柱在不同...
环焊缝作为油气管道内部最常见的特征之一,对里程轮距离测量具有重要影响。为了研究里程轮过环焊缝产生误差的原因,采用运动学理论分析结合数值模拟的方式对其过环焊缝的运动过程进行了分析。介绍了常用里程轮的结构及其检测原理,建立了相应的数学模型。基于 ADAMS多体动力学软件对里程轮过环焊缝过程进行运动学仿真,以里程轮运动轨迹及角速度变...
为研究气液两相混输管道的内流导致管道破坏的机理,利用 ANSYS Workbench 软件,建立L形弯管有限元模型和气液两相CFD模型,进行L形弯管内流致振的流固耦合数值模拟。研究结果表明:流体水平冲向弯头后动量发生改变,最大压力出现在弯角处;加载预应力的管道模态计算的频率比不加预应力的管道模态计算的频率略有增大,但幅度甚微;两相流动在垂直方向( ...
定量风险评价是天然气管道安全管理的有效方法。为此,采用ABAQUS有限元软件建立了无损天然气管道的数值模型,通过对比现场工况给定最大安全运行压力,验证了该数值模型的准确性。随后建立了含凹坑和机械划伤等缺陷的天然气管道模型,通过仿真模拟进行了定量研究,确定了各种缺陷下管道的极限承压能力。针对机械划伤缺陷的管道建立了B型套筒的仿真修...
《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。正文内容:1.文章必须是从未在正式刊物上发表过的,不得一稿多投,也不允许对旧作稍加改动重新投稿。
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