- 张鹏飞;魏培静;田德宝;朱永庆;梁春平;罗磊;
石油钻机配套设备种类繁多,各设备操作方式多样,出于安全和效率等方面的考虑,司钻人员上岗前必须对钻机设备的操作进行培训。为此而研制了石油钻机集成控制虚拟仿真培训系统。该系统采用可编程控制技术和工业网络通信技术,将变频系统、仪表系统、顶驱系统和视频监控系统等组成集成控制系统。搭建了石油钻机智能化、集成化和信息化控制平台,引领了钻机集成控制的发展方向。系统采用集成控制与虚拟现实技术,通过主、副司钻一体化座椅实现钻机所有关键设备的集中控制与监视,是一种全新、安全、高效的石油钻机司钻操作培训系统。该系统的研制对引导用户体验未来高度集成化、自动化和智能化的控制系统有着重要意义。
2017年01期 v.45;No.455 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 2156K] [下载次数：248 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 付加胜;刘伟;周英操;周泊奇;王国伟;梁磊;李鹏飞;
为进一步提高钻井效率和降低钻井成本,研制了单通道控压钻井装备。该装备去除了冗余通道和辅助通道,优化设计了自动节流控制系统,降低了控压钻井作业成本;加强了模块化设计和自动控制软件功能设计,既可与自带回压泵配合,也可用钻井泵进行控压起下钻和接单根等作业,并开发了井口憋压接单根的专家模式以及进行欠平衡控压钻进作业的欠平衡模式;可与井下作业和固完井作业相结合,实现全过程控压作业。应用结果表明:单通道控压钻井装备在钻进过程中能够自动精确控制井口回压,自动监测钻井液进出口流量和立管压力,有效解决钻井过程中的漏失和溢流等问题。单通道控压钻井装备压力控制方法为安全快速钻井提供了保障。
2017年01期 v.45;No.455 6-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K] [下载次数：231 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 尹宜勇;王兆会;任星;刘斌辉;
在固井过程中,为了使不同体系下的水泥浆产生最有效的振动,研制了井下螺杆马达双向振动固井工具。该工具安装在管柱的底端,不会改变常规固井工艺。通过调整结构参数改变振动量级和振动频率,使水泥浆产生横向振动和轴向振动;通过结构设计和力学分析,得出了该工具横向振动频率和激振力公式。通过流体力学分析,得出了该工具轴向振动频率和水击压力公式。对该工具进行了水击力变化测试试验,测试结果表明:当入口流量为30 L/s时,水击力波动的幅值为0.5 MPa左右,满足设计要求。所得结果为该工具后续的结构参数调整和优化设计提供了理论指导。
2017年01期 v.45;No.455 10-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2275K] [下载次数：260 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 胡志坚;肖建秋;梁国红;
针对国内首台连续循环钻井系统样机DR-CCDS在前期试验过程中出现的上卸扣扭矩不足及分流切换稳定性较差等问题,制定了相应的解决方案和技术措施:1进一步增大夹持力;2改进牙座的支撑滑轨,使牙座具有一定的倾仰自由度;3改进牙板牙形,增强牙板咬合力;4提高充填压力来减小泵压波动。测试结果表明:改进后的样机最大卸扣扭矩可达到100 k N·m,分流时泵压波动幅度降低50%以上,并成功完成40次接/甩单根作业,已具备连续循环钻井和起下钻能力。研究结果为连续循环钻井系统下一步的现场试验和推广应用奠定了基础。
2017年01期 v.45;No.455 15-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2520K] [下载次数：126 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 欧阳赛赛;葛云华;纪国栋;汪海阁;
连续管钻井振动减阻工具对连续管钻井技术的发展和应用具有重要意义。国外已有较为成熟的减阻工具,而国内的减阻工具研发工作尚处于起步阶段。鉴于此,设计了一种用于73.0 mm连续管的减阻工具,对其关键参数频率和振幅进行了计算分析,并用ANSYS有限元分析软件完成了工具的强度校核,同时通过对工具进行模态分析,得到各阶固有频率和振型。其动态性能分析结果表明:工具能够满足强度和功能要求,无发生破坏结构的危险,工具结构安全可靠。研究内容可以为我国连续管钻井技术和减阻工具的发展提供支持。
2017年01期 v.45;No.455 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K] [下载次数：269 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 唐洪林;杨春旭;仲俊霖;于建青;
ZC1井是一口长水平段水平井,目的层为长6储层。针对长6储层埋深浅、水平段和裸眼井段长、井眼清洁困难以及井壁稳定困难等技术难题,应用胜利油田发展成熟的长水平段水平井钻井关键技术,主要包括长水平段水平井井眼轨道优化设计技术、基于井斜趋势角的钻具组合优选技术、摩阻扭矩实时监测技术、井眼轨迹控制技术、保持井眼清洁和高效润滑的钻井液技术以及地质导向技术,实现了长6储层的有效开发,同时也验证了长水平段水平井钻井技术的可靠性和先进性。该钻井技术的应用为ZB区块油田后期成功开发低渗低孔油气藏提供了宝贵的技术经验。
2017年01期 v.45;No.455 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1779K] [下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 郑瑞强;
为了提高PDC钻头在深井硬地层中的机械钻速,研制了液动旋冲工具。该工具能够通过钻井液提供的动力,在周向上产生高频冲击,在轴向上产生水力脉冲,使钻头的破岩方式由普通的刮削转变为机械冲击与水力脉冲相结合的破岩方式,有效提高PDC钻头在深井硬地层中的破岩效率,消除钻头的粘滑和卡钻现象。现场试验结果表明:该工具设计合理、性能可靠,操作简单,可满足直井和定向井提速需求。液动旋冲工具在大庆区块的寿命及提速指标与国外扭力冲击器相当,在辅助破岩方式及正反冲击力大小上具有一定优势。
2017年01期 v.45;No.455 30-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1050K] [下载次数：363 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：23 ] |[阅读次数：0 ]
- 牛成成;李梦刚;郑德帅;侯绪田;
针对亚北极萨哈林浅冷海油田海风、海流、海浪强度高及海冰厚度大等给隔水导管强度校核带来的困难,在常规隔水导管强度校核基础上,考虑海冰因素,提出了浅冷海隔水导管强度校核新方法。将隔水导管视为上端铰支、下端固定的简支梁,分别建立海风、海浪、海流和海冰作用力的计算模型,采用有限元离散法建立隔水导管有限元模型。选择萨哈林海域近50年来海风速度、海浪高度、海流速度及海冰厚度的最大值,并利用ABAQUS进行综合分析计算。计算结果表明:考虑海冰因素计算的隔水导管最大应力值为不考虑海冰因素时的4.11倍。因此新方法可更好地为浅冷海隔水导管强度校核提供指导,对亚北极萨哈林浅冷海隔水导管选择具有重要意义。
2017年01期 v.45;No.455 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K] [下载次数：87 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 臧孟;罗晓兰;刘阳;高攀;段梦兰;赵良美;
为了对自升式钻井平台插拔桩和冲桩过程进行研究,设计了一套自升式钻井平台插拔桩和冲桩试验系统。该系统能够提供最大50 k N的推力和拉力,以及最大压力为1 MPa的冲桩水,满足试验工况的要求;能够监测记录试验过程中的阻力、孔隙水压力、桩靴模型的位移和试验土体的性质。对试验系统的承力部位加载架进行了有限元分析,结果表明加载架的稳定性符合要求;当入泥深度在300 mm以内时,试验测得的阻力与SNAME(2008)推荐方法预测阻力吻合。所得结果验证了试验系统能够有效地模拟插拔桩及冲桩过程。
2017年01期 v.45;No.455 48-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 2178K] [下载次数：324 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 张成斌;李自力;李扬;祁明华;翁浩铭;李慕珂;
深海管道保温性能试验装置是进行深海环境下管道保温性能研究的前提,为了对深海管道的保温性能进行研究,对高压试验装置进行了设计和模拟试验研究。设计中的关键技术问题包括试验管件端部效应的消除、试验装置的密封和数据采集及控制系统的设计。通过FLUENT软件对试验管件两端不进行保温处理的极端情况进行模拟,得出试验管件越长,受端部效应影响越小,试验数据测量越准确;为消除端部效应影响并保证试验数据测量准确性所需要的最小管件长度为2 m。研究结果对于深海油气管道的安全运行具有一定的指导作用。
2017年01期 v.45;No.455 53-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2344K] [下载次数：167 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 祖巍;
针对国内第1个TLP开发方案,即流花油田项目的 FEED设计阶段,使用SACS软件对钻机的DES模块和DSM模块的各种工况进行结构设计校核,重点关注运动加速度对模块钻机结构的影响。此外,结合张力腿平台的操作需求,对3种猫道形式(斜猫道、举升猫道和水平猫道)进行比选,确定使用水平猫道的方案。通过对水平猫道进行计算校核,最终选择PG600的焊接梁作为水平猫道根部结构与钻台面连接,其最大名义应力比为0.95;选择H250X250的H型钢作为次要结构,其最大名义应力比为0.77,综合结构效率较高;水平猫道最大变形出现在端部,为9.2 cm,小于最大允许变形10.8 cm,说明其结构可以满足设计要求。研究结果可为浮式平台模块钻机的设计研发提供参考。
2017年01期 v.45;No.455 58-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K] [下载次数：109 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 刘晓霞;高强;脱浩虎;任晖邦;徐健;张涛;
为了解决船锚损害海底电缆的问题,选取海底光电复合缆和不同质量的船锚,设计了一套落锚撞击海缆的试验装置。首先在潮间带的海滩砂土上进行现场撞击试验,得到不同冲击能量下海军锚撞击海缆的破坏规律;然后采用ABAQUS建立船锚-海缆-海床的冲击动力学有限元计算模型,得到了撞击过程中铠装层和光单元截面变形量的时程曲线,截面最终变形量与现场试验结果吻合。研究结果表明:船锚撞击复合缆时会产生撞击点局部凹陷和海底电缆的整体弯曲变形;局部凹陷对海底电缆造成了主要损伤,可根据铠装层的变形率来评估内部缆芯的损伤情况。研究方法和结果对研究海底光电复合缆的抗机械冲击性具有一定的指导意义和工程价值。
2017年01期 v.45;No.455 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 9070K] [下载次数：434 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ]
- 白堂博;张来斌;王旭铎;段礼祥;王金江;
在利用关联规则进行故障信息挖掘时,需要将连续型数据离散化和区间化。离散化效果决定了关联规则挖掘的效果,传统的均匀区段划分法忽略了数据的分布特点,加权划分法和模糊指数法均存在权值选择问题。鉴于此,提出基于符号聚合近似(SAX)的关联规则挖掘方法。首先对振动信号进行特征提取,然后利用SAX方法自适应对特征值数据离散化,从而实现关联规则挖掘,进行故障分析和信息提取,最后利用挖掘结果进行故障诊断。转子故障模拟试验分析结果表明:与等宽度和等密度离散化方法相比,该方法可以更好地进行数据离散化,实现故障信息挖掘和诊断。基于SAX的关联规则挖掘方法对试验数据和真实设备之间的数据通用具有良好的鲁棒性,便于进行实际应用。
2017年01期 v.45;No.455 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 2557K] [下载次数：292 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 高利军;柳占立;乔磊;庄茁;杨恒林;
在页岩气开采的水力压裂过程中,套损时有发生,严重影响页岩气开采效率。明确套损机理及其影响因素有助于有针对性地采取缓解措施,避免套损。鉴于此,分析了压裂过程中储层的变形特征,同时综合考虑微地震数据和套损规律等信息,指出压裂施工中套损的主要机理是储层滑移引起的套管剪切。建立了水平井尺度的套损有限元模型,其中利用虚拟热膨胀模拟注液后压裂改造区的体积增加效应,采用单元埋入技术模拟套管和地层之间的相互作用。分析结果表明:天然裂缝长度和倾角对套损有较大影响,但增加套管壁厚不能缓解套损。研究成果对认识和缓解压裂中的套损有一定的理论指导意义。
2017年01期 v.45;No.455 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1682K] [下载次数：1051 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：68 ] |[阅读次数：0 ] - 孙金峰;张学超;李勇;马珍福;唐高峰;周思宏;
分注井各层注水量通过下入测调仪器进行分层测试,注水量仅季度性监测,不能实时测控,同时受井斜和注水管柱内结垢等因素影响,测调仪器下井容易遇阻。为此,开展了免投捞实时测控精细注水技术研究。该技术将水量调节和测试装置集成于井下配注器中,通过井下电缆将配注器采集的数据传输至地面控制装置,处理后再发出指令对井下配注器进行调控。现场开展了3井次的试验,数据传输采集成功率达到100%,层段合格率90%以上,有效期已突破600 d。免投捞实时测控精细注水技术免去了投捞测调工作量,实现了油藏开发动态实时调整,进一步提高了水驱油藏开发水平。
2017年01期 v.45;No.455 81-84+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1416K] [下载次数：134 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 王宏博;董世民;张伟;孙亮;
为模拟抽油机悬点载荷,设计了一种新型抽油机悬点载荷模拟试验装置。在该试验装置中用节流阀和溢流阀模拟抽油机的油液载荷,用重物加载块模拟抽油杆在油液中的重力,用蓄能器来稳定抽油泵出口压力,并增加了一个用来模拟抽油杆弹性变形与振动的模拟抽油杆变形装置。仿真分析中将模拟抽油杆变形装置简化为弹簧质量模型建立运动平衡方程,利用波义耳定律建立关于蓄能器气囊体积的微分方程,将2方程耦合求解得到抽油泵柱塞的运动规律和抽油泵出口压力的变化规律,进而得到抽油机悬点载荷的变化规律。此模拟试验装置可以较准确地模拟抽油机实际工作中的悬点载荷,为抽油机厂内型式试验提供了一种较好的加载方式。
2017年01期 v.45;No.455 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 868K] [下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 李常友;
胜利油田大压差井约有730口,占胜利油田总分注井数的17%,层段合格率普遍较低,仅有67.5%左右,常规测调一体化技术不能解决大压差井的分层注水问题。为此,开展了大压差预节流测调一体化技术研究,针对层段合格率低的问题开展了预节流测调一体化配水技术研究,形成了适合层间压差5~12 MPa状况下的合理配水技术;同时针对层间压差大导致管柱蠕动,影响管柱寿命的问题开展了防蠕动分层密封技术研究,配套形成了大压差预节流测调一体化技术。大压差预节流测调一体标准化管柱下井后,直接注水封隔器通过油套压差实现坐封,待封隔器坐封后配水器即可自行开启实现注水,待注水稳定后即可下入测调一体化仪器对各层进行测试和调配。现场115井次的应用结果表明:该技术有效减少了层间干扰,实现了大压差井可靠分层密封和有效注水,提高了注水层段合格率。所得结论为层间差异较大区块的注水开发提供了技术保障。
2017年01期 v.45;No.455 90-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K] [下载次数：100 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 张宏录;李艺玲;王海燕;李晓雪;张壮;黄博;韩倩;
针对注气井CO_2气窜而造成生产井气油比上升,常规管式泵游动阀打不开而导致的"气锁"问题,研制了CO_2驱中空强制拉杆式防气泵。该泵的游动阀装置采用强制拉杆式结构,从而保证了无论上冲程还是下冲程阀球与阀座都能及时打开和关闭。泵筒部分采用气液交换腔结构可以有效防止下冲程时"液击"现象的发生。该泵在苏北台兴油田现场试验2口井,措施后的台7井日增油1.67 t,油井泵效提高8.65%;台8井的日产液稳定在12.1 t,日产油1.12 t,泵效由作业前的8.0%提高到目前的34.3%。该技术达到了提高CO_2驱高气油比油井泵效和原油产量的目的,为提高苏北油田CO_2驱整体开发水平提供了一种新的技术支持。
2017年01期 v.45;No.455 95-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K] [下载次数：179 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 谢涛;马小龙;袁军;
针对水平井油管桥塞钻磨时加压困难且钻磨缓慢的现状,将液力加压器用于修井钻磨作业。液力加压器具有液力减振作用,利用液体弹性吸收的原理,结合钻井液柔性连接关系,可有效地保护钻具和钻头;同时液力加压器通过改变水力参数来调节钻压大小,且具有自动送钻功能。现场应用结果表明:加装液力加压器后,钻磨效率平均提高了29.36%,最大钻磨效率提高了46.51%;在使用六刃磨鞋、排量800 L/min的条件下,磨屑体积适中并能及时返出井筒,降低了卡钻风险。所得结论可为钻磨工具的选择和应用提供参考。
2017年01期 v.45;No.455 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K] [下载次数：197 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 韩静静;侯光东;景志明;
在油田井下作业起下油管过程中,为了防止出现井涌、井喷和油管上顶事故,研制了远程控制液压油管防顶防喷装置。该装置采用液压快插式堵塞技术,既能快速堵塞油管,又能开关油管内通道,保证压井需要。整套装置远程液压控制,在油管上顶管内溢突发状况时实现全部机械自动化控制,不需人员在井口上操作,减轻了工人的劳动强度。现场模拟油管内液体外溢,仅需34 s就完成堵塞器从井口外侧的对中、插入油管直至堵塞密封整个过程。该装置的自动化控制和远程控制在油田安全生产、环境保护和减轻施工人员劳动强度方面做出了贡献。
2017年01期 v.45;No.455 102-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 781K] [下载次数：108 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]
- 常凯;饶永超;王树立;郑亚星;戴瑶瑶;
为了考察自转式螺旋扭带诱导生成单相螺旋管流的流动压降规律,对水平及倾斜管道内液体单相螺旋管流的压降特性进行试验研究。试验管段采用长2 m、内径25 mm的有机玻璃管,采用高分子材料螺旋扭带,扭率分别为6.2、7.4和8.8。试验介质为蒸馏水,液相流速为0.0~3.0 m/s,试验管道倾斜角0°~15°。研究结果表明:液相流速、扭带扭率及管道倾斜角对试验段的进出口压力和管道压降均有较大影响;随液相流速和扭带扭率增大,管道进出口压力均呈增大趋势;管道倾斜角仅对出口压力有影响,对进口压力影响较小;管道压降随液相流速、扭带扭率及倾斜角增大而增加。根据试验数据,以Darcy-Weisbach公式为基础,回归了适合液体单相螺旋管流的压降计算模型。
2017年01期 v.45;No.455 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K] [下载次数：317 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] - 王建军;付太森;薛承文;孙建华;李方坡;
调研国内地下储气库井下环境和现有标准发现,各储气库套管和油管选用的材质差异较大,而导致这种选材差异的主要原因是标准不适用。鉴于此,提出储气库管柱选材应考虑低含水工况和材质匹配性,同时进行了汽液两相下高温高压腐蚀试验和电化学试验。试验结果指出:地下储气库生产套管和油管的腐蚀选材要求不同,生产套管应按照100%液体环境选材,油管应按照低含水工况选材。通过系列管材电化学试验,形成了考虑自腐蚀电位差的管材匹配选用图版,改变了井下管材任意匹配使用的做法,提出了选用要求,即管柱选材时,应尽可能在同一电位区域内选择,若要跨区域且电位差超过200 m V,则需要保证合适的阴极/阳极面积比。研究结果为我国储气库建设提供了技术依据。
2017年01期 v.45;No.455 110-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 591K] [下载次数：528 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：0 ] - 张康;张仕民;朱霄霄;窦汉杰;杜鑫芳;
管道维修通用技术主要是不停输开孔封堵技术,该技术虽有一定优势,但其缺点是会在维修管段永久留下焊接三通疤痕,破坏管道完整性,对管道运行造成安全隐患。在此背景下,基于管内智能封堵技术的新型管道维修技术及工艺应运而生,将此项技术与定点投送技术及管内外通信技术相结合,工艺简单、方便,无需停输,极大地缩短了管道维修周期;维修后不残留三通疤痕,极大程度降低管道运行安全隐患。该技术工艺过程安全可靠,不造成资源浪费与环境污染,适用于海上和陆上各种复杂环境。最后指出,基于管内智能封堵技术的新型管道维修技术具有广阔的工程应用前景。
2017年01期 v.45;No.455 114-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 3472K] [下载次数：570 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据