- 王凯;范应璞;周英操;杨雄文;朱卫新;姜英健;
精细控压钻井技术可有效解决窄密度窗口钻井溢漏同存的难题,提高钻井时效。为此,系统分析了控压钻井的工艺原理,以及PCDS-I精细控压钻井系统实现循环钻进、起下钻和接立柱等不同工况的控压钻井循环流程,制定了牛东102井控压钻井工艺设计方案,并在牛东102井进行了现场应用和效果评价。应用结果表明,该精细控压钻井系统实现了钻进、起下钻和接立柱等工况的压力精细控制,控制精度在0.5 MPa以内,收到了迅速抑制溢流、有效控制漏失、防止井壁掉块、降低作业风险和提高机械钻速的效果。
2013年02期 v.41;No.408 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 612K] [下载次数：510 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：0 ] - 唐明;吴柳根;赵志国;蔡鹏;
针对塔河油田部分深层侧钻井存在地质避水要求,且钻遇易漏和易坍塌地层的情况,分析了塔河侧钻井现状及难点,优选了技术方案并探讨其可行性,采用膨胀套管充当技术套管封堵复杂层。结合深层侧钻水平井的井况条件,对膨胀套管关键技术进行研究及优化,完善了技术实施方案。详细介绍了膨胀套管技术在TK6-463CH井首次封堵应用情况,现场应用结果显示,膨胀套管实施后能够满足钻井封堵和后续非常规小井眼钻井要求,为其提供了一种全新的解决方案,也为膨胀套管技术在复杂地层钻井提供了技术基础。
2013年02期 v.41;No.408 6-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K] [下载次数：224 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 张永学;焦佩云;刘廷琪;孙刚云;侯虎灿;
为了验证新天然气发动机的性能,同时为其升级改造提供依据,对其进行了现场试验。试验结果表明,与纯柴油机驱动钻井相比,并联混合使用天然气发动机和柴油机后,完成卫349-10井的钻井任务可减少碳排放36.05%,节约燃料费用21%;完成卫349平1井的钻井任务可减少碳排放20.19%。天然气发动机故障主要表现为中冷器炸坏和气缸不工作。发动机后燃,气门下陷,火花进入进气管而发生回火是导致中冷器炸坏的直接原因;气缸不工作则是由于火花塞积碳损耗了点火能量,致使发动机不能正常点火。数值模拟结果表明,当发动机在小载荷工作时,后燃加剧,进、排气门较长时间处于高温气体的包围中,致使进、排气门更易发生变形,造成气门下陷。
2013年02期 v.41;No.408 10-13+19页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K] [下载次数：124 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 窦亮彬;李根生;沈忠厚;吴春方;刘文旭;
针对传统寄生管充气钻井工具在环空中形成的气相分布不均匀的弊端,设计了一种新型环形气体均布寄生管充气钻井工具。根据传热学、热力学和垂直气液两相管流理论,考虑注入气体物性随井筒温度压力变化,对环空充气工艺参数进行优化分析。分析结果表明,环空压力随注气量增大先急剧降低后逐渐升高,注气量通常选择在稍大于临界点处对应的气体流量;在静压控制区环空压力变化幅度明显大于井口回压变化,环空压力变化敏感;在摩擦控制区随井口回压变化,环空压力变化幅度较小,更加缓和,易于调节。
2013年02期 v.41;No.408 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K] [下载次数：257 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 张辉;陈庚绪;
针对长岭气田登娄库组致密砂岩地层硬、研磨性强、可钻性级别高、钻头优选困难的现状,提出以改进灰色聚类法优选钻头。以改进灰色聚类法优选钻头是将同一区块特定层位已使用过的各个钻头作为聚类对象集,评价钻头的各个指标,如钻头进尺、机械钻速、钻头使用时间及钻头成本等作为聚类指标集,再给出聚类标准集后,即可给出各聚类对象对各聚类标准的聚类系数,通过比较聚类系数大小得出钻头类型的优劣。与常规灰色聚类法相比,该聚类结果更加符合实际情况。长岭气田某些层段上实钻资料应用表明,以改进灰色聚类法选择钻头能有效提高钻井速度,缩短钻井周期,降低钻井成本。
2013年02期 v.41;No.408 20-23+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K] [下载次数：324 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 张仁庆;樊建春;苏雪梅;王中胜;葛保胜;
为了探究如何利用磁记忆信号检测钻具接头产生疲劳损伤的位置,在分析钻具接头承受弯曲载荷的基础上,设计了悬臂梁弯曲疲劳试验机。采用巨磁阻磁记忆检测探头对加载一段时间的试样进行扫描检测,由PLC装置来控制巨磁阻探头的扫描路径和速度,由DATAQ数据采集器将采集到的磁场分布状态转化为电压信号。分析结果表明,梯度值作为磁记忆信号的特征参量可以很好地描述试样承载过程的疲劳强度,磁记忆信号的切向分量梯度最大值与试样的刻伤深度无关;试样在弹性阶段磁信号的切向分量梯度最大值波动范围很小,基本稳定在0.04 V/mm。
2013年02期 v.41;No.408 24-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 韩兴;翟尚江;冯宇;
针对现有井架应变电测法存在劳动强度大、低温环境适应性差、测量点有限等不足,提出了采用数字散斑相关法进行井架检测的思路。在介绍数字散斑相关法的基本原理和试验仪器的基本组成之后,对模型井架的测试试验情况进行了详细介绍。分析结果表明,位移测试结果与计算机模拟结果符合性良好,在修正模型后,位移和应力的模拟结果与测试结果基本一致。认为可以用数字散斑相关法对井架进行检测评价,而且采用该方法能有效发现井架载荷偏心和基础下沉等缺陷,但该方法在推广应用之前还需要做进一步研究和试验。
2013年02期 v.41;No.408 28-31+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K] [下载次数：67 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 沙林秀;
由于现有钻井参数优化方法求解时效率低、精度受限,提出了基于斐波那契数列的自适应量子遗传算法。利用斐波那契数列来实现非线性自适应的量子旋转门更新策略,将负指数运算转化为简单的除法运算,将算法的时间复杂度由O(cx)降低为O(1);在搜索过程中,考虑到相邻2代的目标函数适应度相对变化,将变化率引入计算方法,实现自适应地调节量子旋转门转角步长。实例计算表明,提高转速或钻压都能降低单位钻井成本,不同的转速和钻压配合可以获得最佳的经济效益,新算法具有收敛速度快、效率高的优点。
2013年02期 v.41;No.408 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 177K] [下载次数：326 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：0 ] - 伍开松;陈小华;
为了延长牙轮钻头滑动轴承的使用寿命,对带浮动套的牙轮钻头滑动轴承结构进行理论分析,并采用ANSYS软件对其进行有限元仿真。以浮动套的内、外间隙比和浮动套厚度为设计变量,以接触有限元分析的峰值接触压力为目标函数,用接触有限元方法建立了带浮动套的滑动轴承优化设计模型。优化结果表明,选择合适的浮动套内、外间隙比,不管其是否正常工作,都能大大改善牙轮钻头滑动轴承的接触压力和最大Mises应力,推荐内、外间隙比为2.2～2.8;浮动套能改善滑动轴承局部磨损,且浮动套厚度对其接触压力及峰值应力影响较小;选择合理的浮动套与不带浮动套的牙轮钻头滑动轴承相比,其接触压力降低了25.0%,最大Mises应力降低了32.2%。
2013年02期 v.41;No.408 37-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K] [下载次数：278 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 李征;朱宏武;孔祥领;范效礼;郝健生;
利用Ansys Workbench软件对新型顶驱下套管装置的传动缸进行了拓扑优化和尺寸优化设计。基于变密度法和中心复合设计法,分别建立拓扑优化设计和尺寸优化设计数学模型,并给出了拓扑优化和尺寸优化流程。按照建立的数学模型和设计流程对顶驱下套管装置传动缸进行结构优化,得到其最优尺寸组合。分析结果表明,优化后的传动缸在满足应力要求的条件下质量减轻了20%,节省了制造材料。
2013年02期 v.41;No.408 41-44+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K] [下载次数：236 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 周伟;于洋;刘晓民;彭明旺;郑江莉;
深井大斜度井扩孔难题一直没得到较好解决,传统的方法是采用液力扩眼工具进行钻后扩孔。然而,钻后扩孔实践表明,随着井斜增加,钻后扩孔难度增大,钻后扩孔在定向井中一般在32°以内。为此,引进了53/4 in×51/2 in×43/4 in CSDR5211S-B2定向随钻扩孔钻头。扩孔钻头钻压分配关系对工具面稳定和机械钻速具有重要影响。介绍了定向随钻扩孔钻头特性,分析了钻压分配关系,并对钻压分配进行优化。优化后的钻压应用于塔河油田TH10410CH2井定向随钻扩孔试验。应用结果表明,根据扩孔钻头偏心部分所要求钻压,计算出定向随钻扩孔钻头施工最大钻压不超过40 kN;在20～40 kN钻压工况下,定向随钻扩孔钻进过程中无憋跳现象、工具面平稳、井眼轨迹平滑、机械钻速高,说明该井优化的钻压合理。
2013年02期 v.41;No.408 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K] [下载次数：288 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 李进付;
为有效解决目前我国石油钻井现场在钻杆、钻铤及套管等钻井管柱上、下钻台作业过程中存在的钻工劳动强度大、危险系数高及效率低等问题,成功研制出钻井管柱自动输送装置。该装置采用成对抓取机械手与双摇杆起升结构实现对钻井管柱的自动抓取与输送。钻井现场试验结果表明,该装置可在手动与无线遥控2种操作模式下,成功实现钻井管柱在地面与钻台面之间的自动、安全、高效、往复输送,从而取代钻工完成起、下钻井管柱的高强度作业,提高作业效率。
2013年02期 v.41;No.408 50-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K] [下载次数：234 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 韩传军;黄显萍;王玮;刘洋;张杰;
针对螺杆钻具中易发生失效的万向轴部分,应用故障树分析方法对其可靠性进行了研究。建立以万向轴总成失效为顶事件的故障树模型,采用"上行法"定性分析了故障树的14个最小割集。利用有限元法对压扭组合作用下的花瓣式万向轴进行了强度分析,分析结果表明,花瓣的根部和最小截面处为高应力区,最易发生断裂失效。通过与现场失效实例对比,验证了有限元分析方法的正确性。
2013年02期 v.41;No.408 53-55+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K] [下载次数：322 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ]
- 姚春东;张红;冯国弟;冷陆游;陈子赓;
以描述抽油杆柱纵向振动的波动方程为基础,建立了抽油杆柱应力循环特性的仿真模型;应用有限元法分析了含缺陷抽油杆的应力分布,建立了含缺陷抽油杆应力集中系数的回归模型;考虑了过渡段对抽油杆实际疲劳强度的影响以及使用年限对抽油杆损伤程度的影响,并综合考虑抽油杆材料力学性能、缺陷尺寸以及循环应力的随机性,建立了抽油杆柱疲劳寿命与抽油杆使用寿命周期内作业次数的可靠性预测模型。综合考虑抽油杆使用寿命周期内抽油杆柱投资、作业费用与作业产量损失的影响,以使用年限内年均总费用最低为目标,建立了抽油杆经济使用年限的可靠性评价方法,仿真分析了影响抽油杆经济使用年限的主要因素。
2013年02期 v.41;No.408 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 139K] [下载次数：219 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 冯长青;张华光;赵粉霞;桂捷;王在强;郭思文;
为了解决滑套卡球影响压裂残液排出和油气井正常生产的问题,开展了滑套密封筒卡球研究与分析。建立了滑套与密封球受力简化模型,对密封球在球座斜面上的受力进行了分析,给出了密封球在球座斜面上不发生卡球的条件和解卡力的计算式。指出压裂时密封球与球座发生弹性变形是密封球卡住的根本原因,密封球坐在球座斜面上可降低卡球的风险;钢密封球在球座夹角大于8.53°的球座上不会发生卡球现象,复合密封球在球座夹角大于16.70°的球座上也不会发生卡球现象;卡球时最大解卡力由压裂时最大压力及与球座和球座材料有关的系数决定。
2013年02期 v.41;No.408 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K] [下载次数：401 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：30 ] |[阅读次数：0 ] - 蒋明虎;李洪臻;张红军;赵立新;张勇;
入口结构决定着进入柱状气液旋流分离器的气-液分布及初始切向入口速度大小。对4种入口结构形式的柱状气液旋流分离器(GLCC)的分离性能进行了数值模拟和试验研究,并将模拟结果与试验结果进行对比。模拟时考虑了入口结构形式、气体体积分数和压力降对GLCC分离性能的影响。分析结果表明,入口结构对GLCC内部气液分布具有决定性作用,具有明显压力梯度的入口结构有助于改善旋流腔内气液分布;渐缩截面型入口有助于GLCC内部形成0速度分界面,0速度分界面的形成有利于降低GLCC溢流口的气体含液量,减少短路流,提高GLCC的综合分离性能。
2013年02期 v.41;No.408 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 434K] [下载次数：454 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：32 ] |[阅读次数：0 ] - 赵彬彬;许学刚;白晓弘;李旭日;田伟;
由于Ф38.1 mm(11/2in)速度管柱排水采气技术成本较高,在一定程度上制约了该项技术的推广和应用,首次对速度管柱的下入时机进行了分析。围绕Ф31.8 mm速度管柱的应用、材料降级、柔性管材料试验、速度管柱重复使用、工艺优化等5个方面开展了降低成本技术研究。采用Eclipse软件模拟出苏里格气田A区块直井产量递减率曲线。根据模拟曲线,选择日产气量高于q2=0.5 m3时安装速度管柱,可保证气井采用速度管柱生产后能收回成本;采用Ф38.1 mm×3.18 mm CT 70级速度管柱,最大下入深度远大于苏里格气田井深要求,因此,可以通过降低管柱管材级别来降低管材费用,节约成本。
2013年02期 v.41;No.408 84-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 141K] [下载次数：508 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：26 ] |[阅读次数：0 ] - 赵军;唐洋;
防喷器壳体在工作过程中易在应力集中区域出现裂纹源,并在交变载荷下发生开裂,甚至脆性断裂。因此有必要对其在承压情况下的应力集中现象进行分析。分别采用有限元分析方法和应力测试试验对环形防喷器壳体在工作压力和水压测试下的应力分布情况进行分析。通过对2种分析方法所得结果进行对比,得到了环形防喷器壳体内、外部的应力分布情况,确定了环形防喷器壳体易出现应力集中的区域,即外部应力集中区域主要位于尺寸突变处及壁厚相对较薄处,而内部应力集中则主要出现在腔体连接处、壁厚较薄处以及液体与密封面接触处。该分析结果将对环形防喷器的改型设计、生产以及在役防喷器的安全评价等具有指导作用。
2013年02期 v.41;No.408 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K] [下载次数：315 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 王以顺;赵静宜;赵武;
为了对气液两相流流量进行准确计量,提出了基于弯管流量计的新型气液两相流流量测量方法。设计了由弯管、水平管和垂直管组成的三差压传感器,通过对3个差压信号进行分析,建立了压差与质量流量的关系模型,进而设计了三差压气液两相流流量计。同时通过标准表法对设计的流量计进行了试验验证。验证结果表明,三差压气液两相流流量计的测量精度达到±3%,可实现气液两相流的流量测量,与目前的两相流流量计相比精度有了很大提高。
2013年02期 v.41;No.408 91-93+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 123K] [下载次数：112 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 李开连;霍丙新;贺建国;宋辉;
分体式带压作业机存在搬家车次较多、作业过程中人员相互配合不便、受井场大小限制以及部分注水井无法进行作业等问题。为此,结合长庆油区特点研究开发了新型一体化水井带压作业机。该带压作业机将行走系统、提升系统与液控系统的动力源合三为一,具有节约能源、搬迁快捷、安装方便、机动灵活等特点;修井车滚筒刹车系统采用液压盘式刹车,使设备的提升、制动系统安全性能大大提高。一体化水井带压装备实现了分散设备系统的整合、集成和一机多能,在21 MPa范围内注水井维护作业不需要放喷泄压,并克服了现有装备的缺点和局限性,提高了施工作业效率,具有较高的推广价值。
2013年02期 v.41;No.408 94-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K] [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 吴修德;苏一凡;周丰;吴文秀;
为了提高修井机液压盘式刹车操纵稳定性,减少对起升系统的冲击载荷,在液压盘式刹车系统中引入ABS控制模式,设计了滑模变结构控制与实时参数整定PID控制相结合的控制方法。利用机械系统动力学仿真软件ADAMS和控制系统仿真软件Simulink构建机电联合仿真模型,并对制动控制系统进行机电联合仿真。仿真结果表明,当系统实施ABS控制策略时,可以降低制动系统的角加速度,从而降低起升系统在制动过程中的动载荷,减小对井架等机械结构的冲击。
2013年02期 v.41;No.408 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K] [下载次数：143 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 许刚;陈晓云;刘明华;吴兆敏;
针对JHX5280TJC型洗井车在江苏油田现场作业中存在的一些不足,进行了相应的流程分析,提出了相应的改进措施。通过加装24 V风冷散热器使三缸泵动力端及减速箱润滑油温升过快问题得到解决;将加药点设置在斜管除油器入水口使药剂可充分反应,出水水质明显好转;通过设置旁通使洗井车适应于低压井的洗井。整改后的洗井车作业效率提高23%,故障停机率降低70%,实用性、可靠性和经济性均大幅提高。
2013年02期 v.41;No.408 102-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 157K] [下载次数：76 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据