四单根超深井钻机采用四单根立柱进行钻井作业,能够缩短起下钻时间和钻井周期,降低复杂事故发生的概率。为保证四单根钻机立柱排放的稳定性,从非线性的角度出发,采用有限元非线性屈曲计算方法,对不同规格尺寸的四单根立柱排放稳定性进行分析。分析结果表明:同一类型立柱,随着钻具直径的增大,其变形量逐步减小,稳定性越来越好;Ф127.0 mm及以上规...
针对某行星架轴孔过盈配合面连接处的微动磨损现象,基于Archard理论磨损计算模型,结合有限元技术,提出了适用于行星架轴孔过盈配合面的离散化深度磨损修正计算方法。研究结果表明:非线性变化几何形状表面的离散化误差对过盈面微动磨损问题的有限元计算精度影响较大;过盈面周向上接触状态以粘着区为主,轴向上以混合区为主,微动磨损危险位置出现在...
弹性元件作为井下工程参数测量短节的结构薄弱环节,设计中除应使其满足测量性能要求外,还应考虑其结构的完整性。为了研究测量短节中弹性元件的综合性能,通过构建多目标参数优化模型来探讨结构参数中测量灵敏度、结构刚度与强度之间的关系,采用遗传算法获取模型的Pareto最优解,对拟定结构进行有限元分析,以验证结构的测量性能及强度。分析结果表...
往复压缩机在变转速工作时,振动信号的特征指标呈现多变性和不稳定性,直接通过特征判断设备状态的正确率会大大降低,且传统的故障诊断通常需要提取大量特征,组成高维特征向量,容易造成信息冗余,影响分析的正确率和效率。为此,提出了基于等概率关联规则的变转速特征挖掘方法。首先提取不同转速下振动信号的特征值,然后根据等概率区间划分对特征值...
上卸扣装置是连续循环系统的关键部件。为合理设计连续循环系统上卸扣装置,对其工作原理和操作流程进行了分析,根据设计需求,建立了上半封摩阻、钻井液上顶力、旋扣扭矩和上卸扣装置执行机构的力学模型,并选取常用钻井参数对主要负载阻力和技术参数进行计算。计算结果表明:上半封摩阻为179 kN,钻井液上顶力为537 kN,旋扣扭矩为376 N·m;为满足上...
针对混合布齿设计只能依靠工程经验的问题,采用试验与数值模拟相结合的方法研究了锥形齿与PDC齿同轨布齿时,不同锥形齿预破碎深度下PDC齿破岩力和破岩效率的变化规律,并比较了组合切削方式下切削岩石与单个PDC齿切削岩石时的破岩功耗,得到以下结论:锥形齿的预破碎可以有效降低后续PDC齿吃入和切削岩石的难度,减轻PDC齿受冲击的程度,从而延长PDC...
针对渤海油田浅部储层井眼蠕变缩径和井壁坍塌等问题,利用室内试验研究了浅部砂泥岩岩石物性与力学性质,测量了砂泥岩在不同含水量和不同偏应力下的蠕变速率,并根据Weertman模型进行了蠕变参数拟合。在室内试验基础上,利用有限元模型对井眼缩径的时变规律进行了研究。以曹妃甸6-2油田A井为例进行了现场应用分析。研究结果表明,在偏应力较大时地...
自升式平台桁架桩腿主要有3种结构型式:K型、倒K型和X型,其结构性能直接关系到平台的使用寿命,目前鲜有针对不同桩腿结构型式进行全尺度仿真的研究。鉴于此,在保持不同桩腿结构各构件具有相同截面尺寸的前提下,分别对3种平台结构在风暴自存工况下进行静、动力学响应及平台稳定性分析。研究结果表明:倒K型平台结构最大应力与位移值最小,力学性能...
为解决现有钻探系统整机质量大、机械驱动效率低及船体空间需求大的问题,研制了全液压海洋地质钻探系统。该系统使用集成液压系统为其提升系统、管柱处理系统、海底基盘收放及控制系统提供动力,采用门型井架液缸式钻柱举升系统、升降式液气大钳和双司钻集成控制系统等技术,可满足±1.5 m浪涌海况下定点作业需求。该系统已随广州海洋地质十号调查...
目前,国外深水水下采油树以及油管悬挂器的配套工具技术成熟,国内相关领域的研究较少。鉴于此,针对研发的深水液控式油管悬挂器安装回收工具,从工具结构特点、工作原理、技术参数选取、加工制造难点和试验鉴定方法等方面进行了详细阐述。该工具的设计满足API 17D的标准要求,可用于深水油管悬挂器的快速安装、回收、紧急回收作业,设计工作压力为6...
夹持块是注入头的核心部件,对注入头整体可靠性具有至关重要的影响。为了探讨注入头夹持块的夹持性能,基于非线性接触理论,建立了夹持块夹持力学模型,从正压力、连续管应力及管径偏差适应性等方面综合分析了夹持块性能,并提出一种高效率弹性夹持块。研究结果表明:常规夹持块正压力和效率随其与连续管外径偏差的增大而降低;同常规夹持块相比,弹性...
白豹油田B区块为中高含水期的特低渗油藏,存在水驱动用程度不均、油藏含水上升快以及油井见水原因复杂等问题,常规调驱方法有效率低、有效期短。鉴于此,以B区为先导试验区,采用室内试验和矿场实施相结合的方法,系统研究了特低渗油藏聚合物微球的调驱机理、最优工艺参数及经济可行性。研究结果表明:聚合物微球调驱机理主要包括封堵性、膨胀性和滞...
为深入探究脉冲电场下的电脱水机制,基于COMSOL技术,采用电场和流场耦合的相场方法,建立了在脉冲电场下油包水乳状液液滴极化变形的二维模型,研究了液滴极化变形的影响规律。研究结果表明:随着电场强度的增加,液滴振荡变形的幅值增大,液滴变形度曲线上升沿的过冲现象逐渐减弱,下降沿的过冲现象逐渐增强;随着液滴界面张力的减小,液滴抵抗电场极化...
低渗透油藏CO2驱可大幅提高原油采收率,但由于注入CO2使采出介质含气率增大,造成抽油泵泵效降低。为此,研制了分级承压抽油泵。运用数值模拟方法对分级承压抽油泵在气液两相介质下的运行过程进行了仿真计算,得出分级承压抽油泵运行过程中泵筒内压力和气液两相介质的分布及其随时间的变化规律。从模拟结果可知:分级承压抽油泵可使游动阀的开启压...
根据油气田带压作业对施工过程高效、节能环保和可靠性等需求的逐步提升,研发了一套高集成度的油水井管杆一体化带压作业机。该带压作业机分为基础模块和功能模块两部分,修井过程中,只需在基础模块上更换3~5个功能零件,即可实现抽油杆带压作业功能和油管带压作业功能的双向切换。此外,对作业机的井口结构形式、防喷系统、夹持系统和油路系统等进...
针对现有井下工具测试系统存在功能单一、操作复杂、运行能耗高以及检测范围窄等问题,结合川渝气田井下工具应用环境特点和性能测试需求,研制了DTTS-200-140高温高压井下工具试验系统。该试验系统具备在压力140 MPa、温度200℃、拉压载荷300 kN和扭矩载荷10 kN·m条件下开展井下工具性能测试的能力。试验井筒采用悬挂内衬套方式并利用压环快装结...
天然气在开采过程中存在"气井积液"现象,为了排除积水并保障生产的连续性,采用了超声速激波雾化技术,为了验证该技术中心喷管的雾化效果,利用粒子阴影图像测速技术(PSV),对比分析了拉瓦尔喷管和直孔喷管在不同进口压力条件下的雾化性能;利用数字图像处理算法,同步测量液滴粒径和液体速度,验证了拉瓦尔喷管雾化技术的有效性和可行性。研究结果表...
连续管环向焊接在管段制造和现场修复过程中必不可少,焊接导致的热影响区不仅直接降低油管的整体强度,还使得油管更容易发生腐蚀,从而缩短管段寿命。为了探讨连续管环焊缝热影响区宽度的影响因素,考虑了连续管的实际焊接过程,采用ABAQUS有限元软件建立了连续管环向焊接的数值仿真模型。运用DFLUX子程序实现焊接热源的移动加载,同时采用单元生死...
开采页岩气所使用的套管受力复杂,当固井质量不合格时,容易在套管上产生较大的应力集中,从而导致其变形失效。目前,专门分析固井质量对水平段套管损坏影响的研究还比较少,对压裂工程中造成套管损坏的研究则更少见。鉴于此,应用ANSYS有限元软件,根据实际页岩气井的参数和工况建立模型,对水泥环的缺失和偏心两种固井质量差的形式进行了数值分析计...
节流阀在现场使用中,时常有阀芯断裂失效的情况发生,对油气的稳定可靠生产造成了不利影响。鉴于此,借助CAD及有限元软件建立了节流阀的力学模型,对其在不同工作压力中的阀芯受力进行了分析研究,并基于研究成果对节流阀的阀芯结构进行了一定改进。研究结果表明:阀芯在安装及使用中,在阀芯台肩及阀芯销孔处一直存在较大的拉应力,但拉应力始终小于...
页岩气所处的页岩地层具有多孔低渗透的特性,开采方式具有压力大和排量高的特点,因此,在实施压裂施工过程中,页岩气套管较普通套管更容易损坏。为研究压裂工况对页岩气套管应力分布的影响规律,采用有限元方法,借助ANSYS软件,以实际参数建立了有限元模型,模拟了页岩气压裂施工过程,分析了地层岩石弹性模量、水平地应力场和施工压力对套管应力分布...
《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。2.文...
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