基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测

油管接箍是油田钻井用重要连接工具,其内螺纹质量对于油气安全开采至关重要。针对现有油管接箍内螺纹接触式检测方法效率低、磨损大、光谱共焦等非接触式方法测量可达性差的问题,提出基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测系统与方法,利用激光和反射镜实现内螺纹牙型轮廓的强化和转角窥视,借助已标定的相机模型参数,通过立体视觉和旋转进给重构纵截面中双侧牙型的三维点云,经进一步处理,从三维点云中计算出内螺纹螺距、齿高和锥度三项几何参数。依据美国石油协会(API)标准规定的参数容限范围实现油管接箍内螺纹质量的判定,研制出视觉系统,并与传统量具在相同工况下测量27/8与31/2英寸两种规格的油管内螺纹几何参数,结果表明,提出的视觉系统可实现内螺纹多项参数的一体化高精、高效测量,满足工业现场需求。

基于Faster-RCNN网络的接箍自动识别方法

在可视化测井中,深度对于判断油管缺陷位置、射孔位置至关重要,而现有的测深系统具有一定的深度误差。在观测井下视频人工查找接箍,存在耗时、检测速度慢等问题。先对VideoLog油气井可视化测井技术采集到的井下视频进行图像增强,引入Faster-RCNN模型,采用ResNet50网络作为特征提取网络提取接箍特征,最终通过兴趣区域池化网络和全连接层完成接箍的识别定位。该模型有着0.99的平均精度,在实验中,视频中的接箍均可被准确识别,具有识别速度快和准确率高等优点。

无源接箍仪器在测井中信号非正常偏弱分析

接箍仪器(CCL仪器)通过测量井中油、套管节箍数量,实现对井下设备深度的判断、校验,以及对油、套管深度的精确测量,同时判断油、套管的损坏位置,以及射孔深度或层段的识别。在现场应用过程中,多次遇到接箍信号偏弱或信噪比差,导致接箍信号与噪声信号难以区分,影响现场作业的准确性和效率。经过车间排查,确认磁钢及线圈均处于良好状态。文章就接箍信号非正常偏弱现象的发生原因进行深入分析。

锰系磷化工艺参数对油套管接箍磷化膜质量的影响分析

接箍磷化膜是确保油套管在拧接过程中避免粘扣的一种必要措施,磷化膜的质量直接影响着螺纹连接质量;在接箍磷化过程中,因磷化工艺及参数的不同,磷化反应所产生的磷化膜堆积方式及堆积效果存在着较大的区别。通过对磷化反应过程的描述,及接箍磷化反应过程中各工艺参数对磷化膜质量的影响,并结合上卸扣后磷化膜的抗粘扣性能对比分析,总结出磷化生产工艺参数对接箍磷化质量的影响基本参数,为进一步提升油套管接箍的磷化生产质量提供参考。

超级13Cr石油接箍电镀冲击镍的研究与应用——双整流器与内、外不同材质电镀阳极的应用

13Cr材质的电镀与不锈钢材质一样,必须做冲击镍预镀层作为底层,才能进行其他电镀处理。因此,综述13Cr材质的接箍预镀冲击镍时螺纹内部与外圆同时电镀采用的特殊工艺、设备、材料的研究与应用,以期为特殊材质的石油接箍电镀防腐与使用提供有力的技术保障。

偏磨抽油杆接箍力学性能及承载能力分析——以塔河油田抽油杆接箍断脱为例

针对塔河油田抽油杆接箍在采油生产过程中,易发生磨损现象,而导致抽油杆接箍断脱失效的问题。以直径为25 mm抽油杆,基体材料为35CrMo接箍为研究对象,考虑接箍壁厚受磨损程度的影响,应用有限元方法,开展抽油杆接箍在拉压载荷作用下受力分析和承载范围分析。通过拉压试验测试和数值模拟结果对比分析并验证数值方法可靠性基础上,开展了拉压载荷在20~250 kN下不同磨损量抽油杆接箍的力学性能分析。结果表明:等效应力和接触应力均随着载荷增大而增大,无磨损接箍在受力范围内均能满足应用要求。但由于接箍出现偏磨,其等效应力与接触应力分布对称性变差,且磨损严重时,其承载能力严重下降,断脱风险加大。

塔河油田抽油杆接箍磨损腐蚀研究与对策

针对塔河油田抽油杆接箍失效进而影响油田生产这一关键性问题,从宏观、微观形貌分析的角度出发,分析了抽油杆接箍的磨损与腐蚀情况,通过采用新型扶正防偏磨金属接箍和镍基合金热喷涂工艺,延长了抽油杆接箍的使用寿命,提高了油田生产效益。

真空隔热油管接箍传热实验与模拟研究

真空隔热油管井筒的传热计算是稠油开采领域的重要研究课题。注蒸汽采油井筒内,隔热油管是靠接箍连接在一起的,接箍虽然很短,但其隔热性能较差。目前,隔热油管接箍段引起的散热损失均按经验比例计算,本文对隔热油管接箍的传热进行了深入研究,提出用接箍视导热系数来衡量接箍的隔热性能。并通过现场实验、fluent模拟和理论计算相结合的方法,得到带衬套的接箍视导热系数为0.4 W/(m·K)左右。在实验条件下,接箍散热损失占总散热损失的比例大于1/3。因此,应采用必要措施提高接箍的隔热性能,以保证整个隔热油管的隔热效果。

N80油管接箍螺纹联接的应力分析与失效评估

油管与接箍的螺纹联接部分是保证油管正常工作的关键纽带。基于弹塑性力学理论,利用ABAQUS有限元软件建立了N80油管接箍的轴对称模型,对油管接箍的上扣过程进行了数值模拟,并结合实际工况分析了不同井深条件下油管接箍螺纹的应力状况,得到了油管与接箍螺纹的失效特征。结果表明:上扣过程中油管和接箍螺纹的Mises应力呈两端高中间低的形式分布,过盈上扣3圈时接箍两端的螺纹已经进入塑性状态;实际工况下,油管螺纹的Mises应力随着井深的增加呈下降趋势,井口处油管两端的螺纹已经超过屈服强度,而接箍螺纹的Mises应力随着井深的增加而增大,3 000 m井深时接箍两端的螺纹均已进入塑性状态,易发生粘扣而导致密封失效。

塔里木油田特殊倒角接箍油管的应用分析

通过对塔里木油田油管使用情况进行调查研究,认为90°台肩接箍油管在起下作业过程中容易损坏封井器密封胶芯,在套管柱结构变化处、在水平井和大斜度井经常阻卡。笔者对现有18°特殊倒角接箍油管和20°特殊倒角接箍油管使用效果进行调查研究,认为采用这2种特殊倒角接箍油管均可以避免上述问题。对18°特殊倒角接箍油管和20°特殊倒角接箍油管在使用过程中的受力情况进行了分析计算,认为18°特殊倒角接箍台肩承载面比20°特殊倒角接箍承载面受力更合理。为了减少油管品种,并保证油管使用性能,应当采用18°特殊倒角接箍油管。对如何从现有的90°台肩接箍油管和20°特殊倒角接箍油管过渡到18°特殊倒角接箍油管提出了具体的建议。

油套管接箍锰系磷化工艺研究

通过正交试验设计方法确定了锰系磷化工艺的工艺参数,研究了磷化液酸比、磷化时间和磷化温度等工艺参数对磷化膜成膜的影响,分析了各工艺参数对磷化成膜的作用机理。用经过磷化处理的接箍进行上、卸扣试验,结果表明,得到的磷化膜具有良好的抗粘扣性能。

大位移水平井下套管漂浮接箍安放位置优化分析

大位移水平井由于水平段长、垂深浅、水垂比大、套管加压能力有限,易因为粘卡造成套管不能顺利下到位,给固井作业带来了困难。预测了大位移水平井采用常规下套管工艺的摩阻载荷,分析了漂浮下套管的技术原理与优势,计算了漂浮接箍安放在井深不同位置处的摩阻载荷,对摩阻载荷随井深的变化趋势进行了分析,结果表明,运用漂浮下套管技术能够保证大位移水平井套管的安全下入,漂浮接箍的初始安放位置选择在临界阻力角处,且经过优化分析,当漂浮接箍安放在最优化井深处时,摩阻载荷最小,漂浮下套管的技术优势得到了最大程度的发挥。

油管与接箍接头的缝隙腐蚀评价

台阶面腐蚀是油管和接箍接头腐蚀失效的重要形式,进而在高压下使油管渗漏。采用腐蚀失重、形貌分析和电化学测试,研究了FeCl3溶液和油田采出液中某油田油管钢和接箍钢的缝隙腐蚀敏感性,结果表明,油管钢抗缝隙腐蚀能力比接箍钢低,缝隙腐蚀产生后,交流阻抗增加一个高频容抗,缝隙内呈现点蚀特征,油管和接箍接头台阶面以油管的缝隙腐蚀为主。随着温度升高,缝隙腐蚀程度先增大后减小。

流场诱导API圆螺纹油管接箍失效分析及结构优化

油管柱失效的主要形式是油管螺纹连接失效。目前对油管螺纹连接失效的研究主要集中在载荷作用下的螺纹受力和变形分析,对螺纹连接处流场突变导致失效的研究较少。利用流体动力学计算方法,对API圆螺纹油管接箍流场内部的流体建立控制方程,采用FLUENT软件进行流场模拟,对接箍连接的"J"形区的压力、速度分布情况进行了分析,并提出了改进措施,对流道进行优化。"J"形区的流场模拟计算发现,流体因高速流动产生涡流和压力突变,进一步影响流体性质并冲击接箍内壁。API油管接箍结构优化后,避免了压力和速度的突变,有利于流体流通,为油管的优化设计提供了理论依据。

API油管接箍液固两相流体冲蚀数值模拟

采用射流试验得到了超级13Cr钢半经验预测模型,结合数值计算进行API油管接箍冲蚀模拟,得出了API油管接箍冲蚀速率分布规律。模拟结果表明,接箍凹槽内壁面冲蚀速率远小于油管内壁;最大冲蚀速率产生于直冲壁面;冲蚀速率随排量增加而增大,排量达到6 m^3/min时冲蚀速率出现极大值点;砂比40%时冲蚀影响最严重。

抽油杆接箍直纹激光淬火的磨损性能研究

采用5kW横流CO2激光器对抽油杆接箍45钢表面进行直纹和螺旋激光淬火对比试验,对两种激光淬火硬化区组织进行了光学和扫描电镜分析,并对其硬度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,直纹激光淬火试样磨损表面存在鳞片状剥落碎屑和较细小的犁沟;螺旋搭接试样磨损后,淬火回火区呈现严重的坑状剥落,而两侧的淬硬带呈现轻微的犁沟剥落;接箍直纹激光淬火后的摩擦磨损性能优于螺旋激光淬火。

API圆螺纹套管及接箍螺纹紧密距释疑

简单介绍了ＡＰＩ圆螺纹套管及接箍螺纹紧密距检验时所使用的螺纹量规的结构特点，着重阐述了套管及接箍螺纹控制和检验紧密距参数时， 易被忽视和误解的有关长圆螺纹的凸出量、紧密距Ｐ 和Ｐ１ 的正负、手紧紧密距牙数Ａ及短圆螺纹套管紧密距的修正等几个问题。并给出圆螺纹套管及接箍螺纹正确的检验程序， 以避免检验紧密距时产生误判。

接箍座落式井下节流装置

针对苏里格气田常用的卡瓦式井下节流器打捞解卡工艺复杂、部分卡瓦咬死油管导致打捞成功率低的问题,通过研究现有井下工具锚定方式及结构特点,设计了接箍座落式井下节流装置。该装置采用无齿卡爪配合油管接箍间隙实现坐封,打捞时无需专门解卡,具有易解卡、不咬死油管、防下滑等优点。通过有限元分析方法,模拟了井筒实际压力和温度条件,并对装置核心部件卡爪锚定机构进行了应力分析和优化设计。在室内实验成功的基础上,该井下节流装置现场应用38口井,生产一段时间后打捞10口井,坐封稳定、密封可靠、打捞方便,成功率达100%。

试论石油管接箍最佳镀(涂)层的选择

对石油管接箍进行锰盐磷化,是为了在其表面上生成一层锰盐磷化膜,该磷化膜具有相对持久地吸收和保持油脂的特性,经机拧后的石油管和接箍就可达到足够的螺纹连接强度和良好的密封性能,同时两螺纹之间又不会发生粘扣现象。CL-3601型锰盐磷化剂生成的磷化膜有别于其他种类磷化剂生成的磷化膜,依据大量试验,详细分析了此种磷化膜的特性,提出了磷化膜质量保证措施和选择磷化剂的注意事项。

某井油管接箍开裂原因分析

对某井在酸化压裂过程中油管接箍开裂导致的脱扣事故进行了调查研究,通过化学成分分析、力学性能试验、金相检验和断口微观分析等方法对开裂接箍进行了失效分析,同时对该批油管抽样进行了质量检查。结果表明:接箍开裂是由于其本身存在原始缺陷,原始缺陷在使用过程中扩展导致其开裂;抽检的其他油管质量合格。最后为了安全使用该批剩余的油管,防止类似事故的再次发生,提出了具体的预防措施。