- 刘寿军;于东兵;王刚庆;张富强;熊革;
在叙述连续管钻井发展历程的基础上,分析了有缆连续管钻井系统在侧钻水平井中的应用现状及其关键工具发挥的重要作用。介绍了有缆钻井系统在套管开窗和地层水平钻进中的典型应用实例。分析了定向工具发展历程以及有缆连续管钻井系统在老井欠平衡钻井作业中发挥的重要作用,最后结合国内油田钻井过程中暴露的问题,提出了相关建议,即连续管直径并非是限制国内侧钻水平井发展的决定因素,应当加快开发侧钻水平井的有缆连续管钻井系统,并指出其具有紧迫性。
2018年10期 v.46;No.476 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1568K] [下载次数：448 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：0 ] - 李社坤;周战云;郭子文;侯平;董宁宁;
针对大斜度井下套管易阻卡的问题,研发了旋振自导式套管引鞋。在分析该工具结构及工作原理的基础上,借助SolidWorks软件模拟了工具在工作状态下的液体流态,并对主要零部件的强度进行了分析;设计加工了旋转性能试验装置,对工具的旋转性能和振动性能进行了试验。同时以焦页82-1HF井为例,对工具进行了现场应用。分析结果表明:旋振自导式套管引鞋能够在液力作用下实现旋转及振动功能,能够在循环过程中清除大斜度井及水平井井眼下部的岩屑床。旋振自导式套管引鞋解决了下套管过程中的遇阻问题,建议进一步对工具进行系列化,并在大斜度井及水平井中大力推广应用。
2018年10期 v.46;No.476 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 3482K] [下载次数：279 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 穆总结;李根生;黄中伟;臧传贞;
单纯的轴向或扭向冲击破岩技术存在局限性,已经不能满足目前钻井提速的发展需求。为此,在对轴向冲击和扭向冲击破岩提速技术深入研究的基础上,提出了轴扭耦合冲击钻井提速方法,研制了轴扭耦合冲击钻井提速工具,在分析工具性能特点及工作原理的基础上,对工具的轴向冲击力、轴向冲击频率、扭向冲击力和扭向冲击频率进行了分析与计算。分析结果表明:轴扭耦合冲击钻具集轴向冲击与扭向冲击优势于一体,能够最大程度地满足目前钻井提速的技术要求;建议加大轴扭耦合冲击作用下的动力响应机理、性能参数变化规律以及影响因素研究力度,充分发挥轴扭耦合冲击破岩的技术优势。所得结果可为轴扭耦合冲击钻具的室内及现场试验提供依据。
2018年10期 v.46;No.476 12-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 2938K] [下载次数：601 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：35 ] |[阅读次数：0 ] - 南树歧;邹庆波;李伦;宋涛;杨海刚;叶强;李洪波;
根据井口自动化装备的发展及其升级换代的需求,设计了一种国产新型一体化铁钻工。从系统结构、工作原理及主要技术参数研究入手,分析了该产品的关键技术,重点说明了自动涂油装置的工作机理。在完成设计开发的基础上,开展了数字化样机仿真及喷嘴试验优化工作,试验中,喷嘴可在6个方向上均匀向钻杆内螺纹内壁喷油,其喷出的油滴颗粒较小,且流量可控,满足设计要求。论证得出该产品设计紧凑、控制可靠、性能先进的结论;进而给出了现场持续跟踪优化、开发连续旋转新型铁钻工以及外螺纹自动涂油装置等一体化铁钻工的发展建议。
2018年10期 v.46;No.476 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K] [下载次数：354 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：0 ] - 郭高垒;
棘爪步行器作为石油钻机平移设备的重要组成部件,直接影响着钻机平移。在受力分析的基础上,利用力学原理与方法,建立了一种获得解析解的棘爪步行器力学模型,进一步分析推导获得棘爪步行器构件的力学行为规律及影响因素。实例分析结果表明:棘爪力大小由结构参数决定,与钻机平移载荷呈线性关系;在钻机平移过程中前卡爪力始终小于后卡爪力,前卡爪位置0. 35与0. 50 m附近处为卡爪力变化临界分区点;液缸安装偏差在允许范围内对棘爪步行器受力影响不大。研究结果可为棘爪步行器结构优化设计提供参考。
2018年10期 v.46;No.476 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K] [下载次数：79 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 刘占鹏;陈洪光;许益民;赵伟;
通过分析影响钻机移运性能的主要因素,提出模块集成、拖挂移运、快速拆装的快移钻机设计理念,并结合中东地区平坦开阔的运输条件,研制出ZJ40/2250DBT沙漠快移拖挂钻机。整套钻机集成为11个拖挂式运输模块,模块间可实现快速拆装;主要部件可实现在作业状态与运输状态间快速转换;首次将底座与坡道集成在主机模块,实现重载拖挂移运,牵引车负重大为减轻;井架采用3段无绷绳直立结构,作业效率高;绞车整体车橇座布局合理,结构紧凑;整套钻机综合应用交流变频技术与液压驱动技术,自动化程度高,有优良的移运性能和防爆、防沙、耐高温性能。
2018年10期 v.46;No.476 28-32+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2989K] [下载次数：130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ]
- 王新伟;王峰林;乔维鹤;杨广柱;侯和杰;
对勘探三号平台服役30多年的隔水管伸缩装置进行升级改造,更换了所有关键部件。为了确保升级改造后的伸缩装置顺利通过海试,采用DFMEA方法进行风险识别,并进行全生命周期的风险管控,重点从潜在失效模式、潜在失效起因或机理及现行预防设计控制等方面进行分析。分析结果表明:伸缩装置风险极小,处于可控范围内;建立伸缩装置海试风险模糊评价三级体系,该体系的二级影响因素主要分为环境、装备、作业与管理4类。采用模糊层次分析法计算各风险因素的相对权重,采用模糊综合评判法对伸缩装置海试风险进行评价,评价结果显示伸缩装置海试风险等级为"较低"(Ⅱ级),能够满足正常作业要求。在此基础上制定了详尽的风险预防措施、预警措施和风险预案,形成了一套风险可控的海试方案。研究成果可为我国海洋钻井高端装备海试提供有益的参考。
2018年10期 v.46;No.476 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1125K] [下载次数：145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 李博;屈衍;郭宏;郭江艳;
在水下生产系统的脐带缆设计中,需要对钢管单元在各种载荷作用下的结构应力进行计算,对钢管壁厚进行设计分析。结合规范要求,对脐带缆初步设计阶段的测试、安装及运行工况进行了总结,给出了脐带缆设计载荷计算方法,结合不同水深对钢管应力进行了分析校核,并依据钢管所受的载荷给出了钢管壁厚的定量确定方法。分析结果表明:脐带缆截面设计受到功能要求、力学性能、单元材料型号、设备能力及价格等多种因素的影响,设计结果是综合考虑多种因素的结果。所得结论可为海洋油气田脐带缆钢管单元设计提供参考。
2018年10期 v.46;No.476 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 956K] [下载次数：233 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 黄萍;李淑芳;任小伟;张彩莹;陈叶;左其川;申小娟;
为了验证隔水管挠性接头的弯曲疲劳寿命、耐磨性能和密封性能,对其弯曲循环性能开展了试验研究,并研制了挠性接头弯曲循环试验装置。该装置主要由试验架、循环偏摆系统和静水压系统组成。试验时将隔水管挠性接头安装于试验架内,由循环偏摆系统驱动挠性元件总成循环弯曲,并检测循环次数,静水压试验系统向隔水管挠性接头内腔注水、加压,模拟隔水管系统向隔水管挠性接头施加轴向拉力,并检测其密封性能。顺利完成了隔水管挠性接头在同一挠曲平面内±5°范围内100 000次弯曲循环试验及静水压密封试验。试验结果表明:隔水管挠性接头的弯曲疲劳性能、耐磨性能和密封性能均达到设计要求;试验装置功能齐全、性能可靠,满足了隔水管挠性接头的弯曲循环试验要求。
2018年10期 v.46;No.476 44-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1122K] [下载次数：156 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]
- 贺会群;明瑞卿;芮群英;雷鸣;曹光强;
由于连续管的管径较小,不同气液比时两相管流的流速、流型和滑脱损失程度与常规管柱有较大差异,若用常规管柱气液两相流压降模型进行压力预测,误差较大。鉴于此,收集整理了121组不同管径连续管排水采气井的实测数据,对9种常用气液两相流的压降计算模型进行了评价和优选。分析结果表明:气液比小于918 m~3/m~3时,Govier-Aziz-Fogarasi模型的计算值与实测值最为接近,平均相对误差最小;气液比在918～1 698 m~3/m~3范围内,Hagedorn-Brown模型的计算值与实测值最为接近,平均相对误差最小;气液比大于1 698 m~3/m~3时,No-Slip模型的计算值与实测值最为接近,平均相对误差最小。研究结果可为提高连续管排水采气工艺设计与排液效果分析水平提供理论依据。
2018年10期 v.46;No.476 49-54+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2222K] [下载次数：336 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：1 ] - 张楠;
螺杆泵定子橡胶会在CO_2气侵及快速降压(泄爆)的过程中产生破坏。为研究不同定子橡胶材料耐CO_2气侵及泄爆性能,利用Cortest高温高压反应釜模拟井下高温高压、高含CO_2条件,并采用自制试验检测装置对8种国内常用定子橡胶材料开展CO_2气侵及泄爆试验。试验结果表明:橡胶材料在含CO_2环境中会由于CO_2气侵而导致体积有所增加,当压力迅速降低时,橡胶样品体积会迅速变大后再减小,且这种变化随着CO_2体积分数的升高而加剧。所选8种定子橡胶材料中,2#、3#、8#试样耐CO_2气侵及泄爆性能较好,推荐在高含CO_2的井下条件下作为定子橡胶材料。所得结论可为含有CO_2的井下定子橡胶材料选择提供理论依据。
2018年10期 v.46;No.476 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K] [下载次数：151 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 田守嶒;盛茂;刘习雄;
为了研究近封隔器环空支撑剂体积分数变化的规律,采用欧拉-欧拉双流体两相流模型,考虑流固双向及固固间的耦合作用,对近封隔器环空支撑剂体积分数变化规律进行了数值模拟研究。建模时采用压力出口边界条件对计算模型进行限定,采用固壁边界条件对计算区域进行封闭。分析结果表明:近封隔器环空支撑剂体积分数受到施工排量、砂比、压裂液黏度、支撑剂密度和粒径等因素的影响,不同施工参数对支撑剂体积分数变化影响程度存在差异。施工排量和支撑剂密度对近封隔器环空支撑剂体积分数影响要大于砂比、压裂液黏度和支撑剂粒径的影响。所得结果可为连续管带底封喷砂射孔环空加砂分段压裂技术的现场应用提供指导。
2018年10期 v.46;No.476 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1795K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王斐斐;王子振;舒腾飞;
文丘里射流水粉混合与搅拌罐混合工艺均是聚合物驱油配注阶段的重要工艺。为了研究文丘里射流与搅拌罐配合使用的混合分散效果,采用计算流体力学软件FLUENT对水射流喷射器和搅拌罐进行了分散溶解系统多相流场的数值模拟与分析。首先分析了不同工况下文丘里射流时的水粉混合情况,而后对搅拌罐内的多相流场进行数值模拟,获得各相的速度、体积分数、压力及湍动能的分布,最后分析了相应条件下的聚合物干粉质量分数和聚合物分散溶液分散效果。研究结果表明:文丘里射流与搅拌罐配合使用,能使聚合物干粉均匀充分地分散到水中,理论上优于同等条件下的风送混合效果。研究结果可为现场聚合物驱油的配注工艺提供参考。
2018年10期 v.46;No.476 65-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 7000K] [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - Migambi Olivier;易先中;张卫净;周元华;盛治新;
辽河油田出砂的油井较多,每年因出砂检泵需消耗大量的作业资金;对于出砂稠油井,每次注入蒸汽前都要进行冲砂,洗井工作量巨大。鉴于此,对辽河油田开发过程中3口典型出砂油井的砂样进行了实地采集,并对砂粒的粒度分布和基本粉体力学特性进行了试验研究。研究结果表明:辽河油田地层出砂的平均粒度为0. 30～1. 18 mm;砂粒的注入休止角为33. 4°～36. 4°,倾斜休止角为30. 0°～50. 0°。砂粒特性参量的获得,将为辽河油田洗井工艺参数的合理选择、水力携岩能力评价以及冲砂洗井流动性能优化等问题的解决提供重要的理论指导。
2018年10期 v.46;No.476 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 3681K] [下载次数：168 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 范明涛;李军;柳贡慧;陈晓欣;
页岩气体积压裂施工过程中地层性质以及固井质量的变化,可能会导致固井界面微环隙的产生,从而威胁油气井的正常生产。为了准确了解页岩气井施工过程中固井界面微环隙的产生规律,基于分步有限元方法,采用场变量以及生死单元技术构建了考虑固井界面存在微环隙的井筒组合体变形数值模型,分析了水泥浆失重、压裂过程中地应力、地层弹性模量变化以及水泥环性质对固井界面微环隙的影响。研究结果表明:压裂过程中地应力的亏空以及水泥浆的失重提高了微环隙产生的概率。微环隙尺寸随着压裂过程中地层弹性模量的降低有所减小;根据施工环境,适当降低水泥环弹性模量有助于降低固井界面微环隙产生的概率。建立的有限元模型以及研究结果能够为压裂施工作业中油气井环空带压的产生提供理论依据。
2018年10期 v.46;No.476 78-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2789K] [下载次数：286 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 刘辉;王宇;严俊涛;曾立新;李国;钱思虹;
针对常规分段工具测试系统不能完全满足可溶性桥塞模拟试验要求的问题,根据可溶性桥塞技术特点和现场分段压裂工艺技术需求,研制了一套由液压坐封装置、高温水压试验装置、高温溶解试验装置及数据采集与监测装置等组成的可溶性桥塞性能测试系统,建立的测试方法和流程,实现了在模拟现场工况下对可溶性桥塞坐封、承压及溶解性能的全过程测试。利用该套系统开展了可溶性桥塞室内模拟试验,检验了桥塞性能,把控了桥塞质量,经过测试的可溶性桥塞在现场施工中泵送平稳,坐封正常,压裂顺利,溶解良好。现场试验的成功开展验证了该套测试系统的科学性和有效性,为科研试验与工具检测提供了技术支持。
2018年10期 v.46;No.476 83-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 979K] [下载次数：254 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] - 曹忠亮;王瑀;陈舟航;郭建华;
游梁式抽油机无法实现自动控制,不能随外部环境变化进行调整和对故障及时预测,导致许多抽油设备中的故障都无法避免。鉴于此,提出一种无游梁抽油机设计方案,并对其控制系统进行详细设计。控制系统以可编程逻辑控制器(PLC)和变频器为核心,结合人机交互界面,能够通过屏幕观察抽油机的各种工作状态及工作参数,实现抽油机在多种复杂工况下高效、稳定、经济运行。测试结果表明:基于PLC控制的无游梁抽油机启动电流明显减小,综合节电率达到10%左右;无游梁抽油机控制系统具有良好的网络通信功能,可以实现无游梁抽油机的相关故障诊断和自动控制等,增强了无游梁抽油机对环境的适应能力,具有较高的推广应用价值。
2018年10期 v.46;No.476 87-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K] [下载次数：294 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 章明;衡星;王曦麟;张逸伦;赖枫鹏;董爱国;
国内众多油气井需依据井下环境参数的动态变化及时调整石油开发方案以提高采收率,因此井下环境参数的监测技术已成为提高油气井采收率的关键。针对传统监测技术只能监测单一参数且不能实现单井监测的弊端,设计了基于LabVIEW的油气井井下集成监测系统,阐述了系统的软硬件设计思想,并描述了硬件组成模块及软件实现过程。该系统以EP3C16Q240C8N芯片为核心处理器,借助LabVIEW平台搭建系统软件,由采集模块和监测模块组成。该系统在温度测试中,4次试验的平均误差为0. 639%;在漏报测试中,系统的漏报率为0%,接收数据正确率大于98%。测试结果表明该系统运行稳定,可以实现对井下环境参数的实时监测和预警。
2018年10期 v.46;No.476 92-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1855K] [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 赵玲;石雪;夏惠芬;
三维岩心可视图像能直观、真实和准确地反映岩石在空间的分布情况,而CT扫描成像法建立数字岩心的准确度最高,最接近真实。为此,利用Micro-CT成像技术采集岩心切面在不同时刻的CT扫描图像,运用改进后的Marching Cubes算法,给出构建数字岩心的方法,将所构建的三维数字化岩心成像,从而实现岩心孔隙结构模型的可视化。阐述了MC算法的基本原理,并通过该方法建立了2块砂岩样品的数字岩心。三维数字岩心重建试验结果表明:基于Marching Cubes算法的数字岩心建模方法能更好地对岩石切片进行重建,且耗时较少、精度更高。研究结果验证了新建模方法的有效性与先进性。
2018年10期 v.46;No.476 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2021K] [下载次数：346 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ]