对于聚能射孔,现有研究主要集中于射孔后套管的破损及强度变化,对聚能射孔动态冲击载荷下水泥环损伤研究涉及较少。鉴于此,以聚能射孔冲击对水泥环的损伤为研究对象,开展了带温压的实弹射孔打靶试验,研究分析了射孔弹类型及水泥环自身性能对其损伤程度的影响。结合聚能射孔弹结构特性,采用有限元数值模拟软件建立射流形态仿真模型,可有效模拟射...
现有连续循环阀流道需人工切换,旁通阀需人工开启,工人劳动强度高,且在憋压状态下切换流道存在极大的安全隐患,其旁通阀密封还存在较大问题。鉴于此,设计了箭型连续循环阀。分别对阀本体和主、旁通阀进行了有限元分析,对阀流道压耗进行了仿真分析,并对旁通阀结构进行了优化,最后对阀密封进行了设计计算。研究结果表明:箭型连续循环阀本体与主、...
PDC钻头在钻遇软硬交错地层时,容易出现切削齿崩齿或损坏等情况。针对该问题,研究了在钻进过程中地层硬度突增时PDC钻头黏滑振动特性,建立了PDC钻头的扭转振动的扭摆模型。基于PDC单齿切削岩石及钻头处钻压的施加原理,建立了"钻头-岩石"相互作用模型,采用算例分析了地层硬度突增后PDC钻头处的扭矩及转速随时间的变化规律,并得出钻头转速波动的相...
热裂解钻井是一种有望高效开发干热岩中地热资源的钻井新方法。为了深入研究热裂解钻井,设计了一种用于热裂解钻井的高围压热裂解试验装置。该装置由能量模块、增压模块、试验模块及压力控制模块组成,可以实现与地层条件相似的高围压条件下热裂解破岩试验。高温冲击试验结果表明:随着燃料流速增加,喷射长度变得越来越长,并且喷射状态发生改变,燃...
射孔枪抗外挤强度是射孔器材设计厂家及用户关心的关键问题之一,应用SolidWorks软件建立射孔枪三维模型,再将其导入ANSYS有限元分析软件,建立了射孔枪三维有限元分析模型,考察了射孔枪抗外挤强度的影响因素及其影响规律。研究结果表明:抗外挤强度随孔密和孔眼直径的增加而减小,在其他条件相同的情况下,孔密为24孔/m射孔枪抗外挤强度比8孔/m时减...
现有喷砂射孔工具存在孔眼与储层接触面积不足、工具冲蚀严重、反射流影响喷射效果以及易砂卡等问题。为此,研发了新型超深井深穿透喷砂射孔工具。将喷枪材质35CrMo优化为碳化钨,硬度提高了25 HRC,增加了耐冲蚀能力。设计喷嘴与法线成5°角,避免了反射流干扰,增加了穿透深度。喷砂射孔后紧跟顶替液,冲高含砂液,顶替之后进行大排量反循环洗井,使含...
为了进一步加快正交相移键控(QPSK)和多进制相移键控(MPSK)钻井液连续压力波信号调制过程中传输速率,提高带宽利用率,基于无线随钻测量系统对于传输速度和可靠性的需求,提出了钻井液连续压力波双周期QPSK调制方案。根据钻井液连续压力波的产生原理,分析了钻井液连续压力波双周期QPSK调制机理,构建了钻井液连续压力波双周期QPSK时域数学模型。对...
为了高效利用石油钻机各钻井设备的运行状态数据,提前对设备的故障进行预警,减小停机损失,利用石油钻机的远程数据采集、存储及后期的融合、应用分析方法,研究了基于云存储计算平台的石油钻机远程状态监测与预警诊断系统。该系统依靠大数据、云计算技术,充分整合钻机控制器数据资源,并针对钻井泵、绞车等重要设备关键部位增加相应传感器进行重点...
高温射流是一种适用于深部硬地层的新型钻井方法,它通过井下反应器中超临界氧化反应生成高温高压的射流破岩,因此对不同相态、多物质条件下高温射流钻井井底流场进行瞬态分析,并考虑不同地层的岩屑直径大小对井底流场的影响,模拟条件更加符合实际钻井井底状况。研究结果表明:冷却水紧贴钻井管柱上返,可以有效地对管柱进行降温保护,防止管柱高温...
为了研究不同随机变量对锥形应力节强度可靠性的影响程度,提出了基于Kriging模型的可靠度计算方法,以深水张力腿平台立管系统中锥形应力节在实际作业工况下的响应为基础,考虑环境因素、作业因素及结构因素的随机性,以海流、张力比、材料及尺寸参数作为随机变量,建立了不同井口倾斜角度下锥形应力节的极限状态方程,分析了井口倾斜角度与锥形应力...
针对我国水下生产系统关键设备水下连接器被国外公司垄断的现状,以南海典型气田荔湾3-1所使用的垂直连接器作为研究对象,研制了深水垂直管汇连接器样机。该水下连接器的紧急解锁机构具备紧急解锁功能,提高设备可靠性;其导向定位装置可保证安装工具精准定位,保证二次锁紧顺利进行,提高安装效率;采用金属+非金属复合密封结构,密封性能好;小角度锥...
海上油田注采一体化工艺要求井下安全阀耐温350℃、下深不低于1 330 m,然而现有的井下安全阀无法达到该指标要求。为此,研制了海上耐高温深水式井下安全阀,并开展了样机加工和室内试验,同时就其关键部件--压缩弹簧进行了有限元应力分析。研究结果表明:海上耐高温深水式井下安全阀的结构简单可靠,泄漏点数量少,采用全金属结构密封,能在常温至350...
海上油田进入中高含水期,油井见水后含水上升很快,严重制约了油田的高效开发。鉴于传统的自动流入控制装置(AICD)控水工具的局限性,以及海上油田水平井开采面临的技术难题和现实问题,研发出两种新型自动流入控制装置。利用数值模拟软件分析其内部流动规律,分析了流体黏度和含水体积分数等主要因素对控水效果的影响规律。仿真分析结果表明:新型AI...
为更深入研究聚驱稠油的驱替规律,开展了稠油聚合物驱的微观机理研究。采用逾渗理论,基于计算机随机建模方法,建立了水驱数字岩心模型,并与岩心试验相渗拟合,验证模型的正确性。在此基础上,考虑聚合物的黏弹性、浓度的扩散、吸附、捕集以及稠油的非牛顿流体特性等,建立了聚驱稠油数字岩心模型,模拟了饱和油和聚合物驱稠油两种驱替过程并分析了驱...
针对我国油田抽油机井系统效率低和能耗大的问题,首先对进油阀的结构、开启程度、流量系数、流体过阀流动形态划分及阀球直径进行计算分析,确定进油阀球直径为38. 1mm。然后建立了抽油泵进油阀实体模型和流体域模型,结合有限元仿真技术,对抽油泵阀隙流进行了数值模拟,分析了流量、液体黏度和密度等因素对液体过阀流动规律的影响,采用二元线性回...
针对游梁式抽油机胶带工作过程中存在的打滑问题,设计了一套能够实现游梁式抽油机胶带传动参数实时监测、张紧力自动调节的控制系统。以STM32单片机为核心控制器,针对系统检测、主控及电机驱动输出等环节进行分模块设计,根据系统传递函数绘制了Bode图和单位阶跃响应曲线并判定系统的稳定性。由霍尔传感器和铷铁硼磁铁组成的检测模块获得带轮张紧...
针对因套损、封隔失效、洗井不通以及测试调配不顺等因素引起的分层注水有效期短的问题,研制了一体化长效分注管柱。该管柱通过地面和井下系列防返吐注水工具的配合,使分注管柱停注后快速稳压,封隔器不解封,既防止了地层、井筒和地面流程三者之间返吐串流,又防止地层之间串流,减少地层出砂、出油,有效维护了井筒和测调状况,延长了分注管柱有效期...
针对油田开采过程中抽油机井杆柱系统偏磨问题,设计了一种抽油机井杆柱系统防偏磨装置。该装置安装在悬绳器上板的位置,利用悬点上下运动过程中势能与动能的转换提供动力,通过超越离合器的作用使重锤只在自下而上摆动时带动蜗轮蜗杆传动,以实现抽油机杆柱系统单向间歇性转动。该装置不仅能防止杆柱系统偏磨、防止抽油杆脱扣,还不必外加动力源,减...
预置电缆式智能分层注水工艺中有大量电缆接头对接作业,目前存在测井电缆接头密封工艺实用性差的问题,严重影响了整个分注井测井作业系统的生产效率。为此,研制了一种基于柱塞式挤出机的油田分注井测井电缆室内塑封装置。该装置采用半人工式包覆补胶工艺来对深井测井电缆破损处和电缆接头处进行补胶塑封,既完成了对电缆内芯的封装,又能使物料与...
为研究油气井流入控制器(ICD)完井技术,针对混合型ICD压降控制模型不完善的问题,进行了压降控制特征的分析研究,利用CFD软件开展流场流速和压力分布计算模拟,分析了流体流量、流体黏度和装置几何参数对节流-摩擦混合型ICD压降的影响。特别对比了摩擦型ICD与节流-摩擦混合型ICD在相似工况下流体不同黏度时的压降计算数据。分析结果表明:流体在节...
随着油气开采进入深海模式,深水低温高压环境更容易形成水合物并使蜡结晶。如何更好地保障油气运输安全是油气开采以来不断探索的学科与工程问题。目前,国外正在大量使用直接电加热(DEH)技术来解决管道保温问题。鉴于此,从传热学的角度出发,研究了在电磁、热、流三大物理场共同作用下的DEH技术。通过建立电磁热耦合模型,研究了DEH技术应用于瞬态...
针对常规套管螺纹在中短半径开窗侧钻旋转下套管作业过程中出现的因抗扭性能差无法下入到位的问题,设计了一种变齿宽、变槽宽、不变螺距的新型高抗扭套管螺纹。该新型套管螺纹每增加1螺距,外螺纹齿宽增加0. 1 mm、槽宽减少0. 1 mm,相应地内螺纹变齿宽减少0. 1mm、槽宽增加0. 1 mm。数值模拟结果表明:新型套管螺纹在上扣、压缩及拉伸等载荷作用下...
《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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