我国连续管作业技术与装备的深入研究、快速突破及规模应用,为连续管钻井技术的攻关与实践奠定了基础。依托“十二五”和“十三五”国家科技重大专项,攻克了整机多维状态特征空间与要素重构、整机动力控制系统、重载底盘装载与移运、连续管注入提升与夹持、大容量动力信息滚筒、注入头安装装置和方法、连续管穿电缆装置和方法、多参数模拟试验系...
为获取更多的工业油气流,减少油气对外依存度,国内油气资源探勘开发逐渐向深层推进。深井超深井建井过程中高围压下的低机械钻速增加了钻探成本,制约了深井超深井的发展。为此,对高围压水射流破岩及冲击力测试装置进行了优化设计。该装置能在0~60 MPa围压下,对0~350 mm喷距内的1~3只喷嘴产生的水射流冲击力和破岩效果进行测试。试验结果表明:在6...
为了提升叶片性能,涡轮钻具叶片设计愈加复杂,传统加工工艺已不适于加工制造涡轮钻具叶片。为此,提出使用电解加工技术加工涡轮钻具叶片,并应用数值模拟方法对影响电解加工精度的电解液流场进行仿真分析。模拟仿真了电解液在理想化流道模型、叶片阴极流道模型以及近轮廓流道模型中的流场分布。研究结果表明:用叶片阴极模型和近轮廓模型代替传统...
深部复杂硬地层岩石强度高、可钻性差、抗破碎能力强,易引起PDC钻头黏滑振动及过早磨损。鉴于此,设计了一种复合冲击钻井工具。分析了该工具的轴向冲锤和周向摆锤的受力特征,建立了冲锤和摆锤的运动数学模型,研究了工具的运动特性,并通过室内试验测试其冲击性能。研究结果表明:复合冲击钻井工具的冲锤和摆锤的运动过程分为三个阶段,且在不同阶段...
为了解决大港油田埕海2-2人工岛钻井井眼轨迹控制难度大、摩阻扭矩大及区域性漏失严重等问题,在钻井技术难点分析的基础上,从井眼轨迹控制、减摩减扭、防漏堵漏、井眼清洁及井壁稳定等方面入手,开展了钻井提速提效关键技术研究。通过理论研究和新工具、新工艺的应用,有效提高了机械钻速。现场应用结果表明:水力振荡器有效缓解了长稳斜段调整井斜...
针对深层页岩气水平井钻探过程中,岩屑运移效率低导致钻头泥包的问题,采用CFD-DEM耦合方法,对水平井PDC钻头井底流场进行数值模拟。研究了不同条件下井底流场岩屑运移情况,提出用岩屑滞留量和岩屑运移比来评价PDC钻头井底流场的携岩性能。研究结果表明:在井底PDC钻头区域,钻井液排量越小,岩屑在钻头心部区域的窜流越明显;钻井液的窜流与流量大小...
绥中某油田E井是在老井244.5 mm套管内开窗侧钻215.9 mm井眼,采用大弯角螺杆钻具组合进行中短半径钻进作业,而大弯角螺杆钻具组合通过侧钻窗口问题比较突出。鉴于此,考虑有效窗口长度和马达弯角大小等参数的影响,利用ANSYS有限元计算软件,对螺杆钻具组合过窗口进行模拟计算。计算得到钻具组合下入的最大应力及总摩阻力,利用许用摩阻力和许用应力...
在外载荷作用下管缆会发生大变形,且管缆与限弯器间出现接触非线性,难以建立管缆与限弯器耦合理论模型进行求解。为此,考虑聚氨酯材料超弹性特性,采用ABAQUS有限元软件研究不同本构模型与不同温度下限弯器对柔性管缆曲率半径的影响。研究结果表明:安装限弯器时管缆最小曲率半径为4.90~6.00 m,符合安全工作要求;采用Ogden本构模型管缆最大应变为0...
针对传统旋流分离设备应用条件限制性大、工况环境敏感性高和出口流体排放不佳等缺点,利用雷诺应力模型设计了一种带有圆形稳流器、螺旋式入口和锥式筒体的稳流螺旋驱锥式气液旋流分离器(SFS-GLCC分离器)。SFS-GLCC分离器的螺旋式入口能促进气液两相分层,使入口流型呈现团状流;稳流器可避免底流口夹带气和溢流口排气不彻底;锥式筒体能提高流体旋...
在四川威远-长宁部级页岩气示范区,部分井次在储层改造过程中出现了井筒完整性失效问题,严重影响了页岩气的开发效果。准确分析页岩气井施工过程中井筒组合体的应力变化规律对提高页岩气井筒完整性具有重要意义。传统建模方法忽略了固井之前井筒组合体的应力变化。针对上述问题,根据分步有限元的模拟思想,通过相应推导,建立了考虑水泥环初始应...
液态CO2干法压裂过程中井筒压力与相态显著影响裂缝起裂和延伸。鉴于此,根据Span-Wagner状态方程,建立了CO2干法压裂井筒流动传热模型,揭示了CO2干法压裂过程中井筒压力与相态的变化规律。研究结果表明:CO2摩阻非常高,在常规施工条件下其摩阻每1 000 m超过10 MPa;排量和油管内径对井筒压降影响非常大,在满足携砂情况下可通过适当降低排量或选用...
针对同井注采系统井下封隔锚定失效检测困难且时效性差,造成生产及能源浪费的问题,研究了一种井下油管封隔锚定松脱预警方法,并开发了相应的同井注采系统封隔失效检测装置。通过检测井口套管应变以及受力状况,推导油管受力情况,从而分析判断井下封隔锚定装置的工作状态。基于WIN CE嵌入式操作系统开发了便携式油管封隔锚定失效预警检测仪器,以12...
碳纤维连续抽油杆使用时,柱塞的运动存在超冲程现象,且超冲程的影响规律不明,导致碳纤维连续抽油杆的设计使用缺少理论依据。鉴于此,将抽油杆运动分解为由悬点位移和泵时变载荷激励的两个子运动,分别建立相应的数学模型,采用有限差分法对模型进行求解。根据所建模型分析了冲次和杆柱组合对柱塞超冲程的影响,分析结果表明:悬点位移激励产生的柱塞...
针对常规调流控水技术控水针对性差、有效期短,局部层位被底水突破后调流控水效果差、易导致储层的二次伤害等问题,研究了自适应调流控水技术。该技术的关键是自适应调流控水装置及精密滤砂网控水筛管。自适应调流控水装置具有“主动式”调流控水功能,能够根据多控制层位产液的变化自动调整所产生的附加阻力,遇油低摩阻,遇水高摩阻,实现低成本的...
针对当前油田分层注采技术灵活性差,效率低,调配需要现场施工及工作量大的问题,在室内试验的基础上,研究了一种基于智能测控装置和压力/流量脉冲载波传输的无线智能分层注采技术。试验结果表明:该技术能够高效、灵活地实现对井下分层流量的实时控制,免去了现场井下投捞测试和调配的工作量;通过集成化的井下智能配水器与智能配产器等核心工具,可...
针对转抽或者检泵过程中需要压井、导致作业时间增加甚至储层被污染这一情况,提出了一趟管柱完成“酸压(射孔)-自喷-机采-检泵”作业思路。根据这一工艺需求,提出不压井采油管内防喷器的总体方案,并对其中大通径弧面密封、可变式球座和阀板关闭可靠性三大关键技术进行了详细分析。管内防喷器将以前多次管柱作业变成一次,缩短了作业时间,提高了作...
针对目前抽油机井生产系统能耗评价方法不科学、油井工况分析方法不合理及实时智能诊断技术和优化设计手段不完善等问题,建立了科学的能耗评价方法、油井工况分析方法、能耗实时监测诊断平台,进而形成了油井实时智能分析评价优化技术,并将该技术在胜利油田进行了现场应用。应用结果表明:以降耗率为核心的能耗评价方法能够科学地评价区块和单元的...
应用大平台开发低渗透油藏已经越来越普遍,然而井眼轨迹复杂和液量低是这类油田的特点,采用抽油机有杆举升存在偏磨及系统效率提升有限的问题,而采用无杆举升技术时又存在一次性投资高及免修期短的问题。为此,开展了以一台直线电机同时驱动上、下两台柱塞泵的潜油直线电机无杆举升技术研究,对系统的水力学参数进行了计算,对直线电机的型式、永磁...
为预测在生产井套管腐蚀后的剩余强度,基于对套管表面腐蚀坑形状的规则化表征,采用有限元法建立了可模拟不同形状腐蚀缺陷的套管力学分析模型,用弹塑性理论进行腐蚀后套管剩余抗内压和抗外挤强度求解。以直径244.5 mm、P110钢级套管为例,对圆球、椭球和矩体等3种形状、不同几何尺寸腐蚀坑的套管剩余强度进行规律性研究,给出了套管腐蚀后剩余强度...
隔热保温防磨油管广泛应用于高凝原油开采,但其价格昂贵,准确计算其在油井的下入深度既可以实现保温效果的最大化,又能够有效控制材料成本,提高高凝、高含蜡油井开采效益。为此,以某隔热保温防磨油管为例,依据质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律,将油井产液看作气液两相流,建立了油井井筒温度场控制模型和井筒传热模型,开展了隔热保温防...
《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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