基于实验和数值仿真的钻具防顶卡瓦结构优化

现有技术及装备中对预防钻具上顶的研究较少,目前没有一套成熟的装置能够解决钻具在溢流关井后高套压引起的上顶问题。设计的钻具防上顶装置能够有效解决这个问题,装置所用卡瓦在工作过程中承受较大夹持力,其齿尖易发生磨损,直接影响防上顶装置的锚定性能。运用有限元和室内实验相印证的方法对卡瓦工作过程进行分析,分析了牙前角、牙顶圆角和齿顶距等参数变化对钻具应力分布的影响,通过数值模拟得到钻具Mises应力、接触压力及钻具轴向滑移量的变化趋势,优化出牙前角60°、牙尖部截面形状为圆角,且半径0.3 mm时为最合理的防上顶卡瓦牙型,并通过室内实验进行了验证。研究结果对钻具防上顶装置的卡瓦结构优化设计提供了理论依据。

高温柴油浸泡对丁腈橡胶硫化胶性能的影响

研究高温柴油浸泡对丁腈橡胶(NBR)硫化胶性能的影响。对在120℃0#柴油(简称柴油)中分别浸泡0,7,14和28 d的NBR硫化胶的质量变化率、体积变化率、密度、物理性能和玻璃化转变温度等进行测试。结果表明,高温柴油浸泡对NBR硫化胶性能的影响明显,其中NBR硫化胶的拉伸性能下降率较大,在柴油中浸泡28 d的NBR硫化胶的拉伸强度和拉断伸长率下降率均大于75%。浸泡初期(0~7 d),NBR硫化胶性能的主要影响因素为NBR硫化胶的溶胀行为;随着浸泡时间的延长(7~14 d),主要影响因素转变为NBR分子链进一步交联;随着浸泡时间继续延长(14~28 d),主要影响因素转变为NBR分子链断裂。

石油企业HSE管理体系应用现状及发展

石油企业是高危险、高风险的行业,由此在管理体系上更需要采用先进、科学、规范、系统制度化的管理体制,而HSE(Health、Safety、Environment)管理体系更加符合石油行业的发展需求,同时,这也是国际石油企业在安全管理方面的需要。本文从HSE管理体系的起源、发展等方面展开了叙述,并且对相关具有代表性的五家石油企业管理体系进行了简要分析,再对比中国石油企业当下管理体系之后,得出了中国石油企业在安全管理体系方面的发展状况,期望国内安全管理体系发展再接再厉,继续完善进步。

热力射流温度场及温度应力数值模拟研究

热力射流破岩技术是指利用高温介质诸如超临界水对岩石进行快速局部加热达到破碎岩石的目的。由于岩石基质热导率很低,因此会在岩石表面形成温度应力。当温度应力超过岩石的强度,会在岩石内部形成微裂缝,且裂缝不断扩展最终使得岩石表面发生热裂解,热裂解作用导致岩石表面从本体脱落从而使得岩石破碎。基于热-固耦合理论建立了热裂解钻井模型,利用Crank-Nicolson差分方法求解得到了热裂解过程中井底岩石温度场和温度应力的分布规律。结果表明,在热裂解钻井过程中,岩石受热部分温度迅速升高,在径向和轴向方向上产生温度梯度;受热部分体积膨胀在径向方向上受到压应力作用,在轴向方向上发生屈曲,受到剪应力作用。研究成果对热裂解钻井的现场应用具有十分重要的指导意义。

某高压井口装置平板阀开裂的原因

某高压井口装置平板阀表面发生开裂,通过宏观观察、化学成分分析、拉伸试验、金相检验以及扫描电镜分析等方法,分析了平板阀开裂的原因。结果表明:平板阀敷焊层材料硬度高、韧性差,敷焊层与基体界面处存在分层和气孔,服役过程中阀门承受振动载荷,导致气孔处产生裂纹,以后裂纹扩展直至穿透整个敷焊层而开裂。

卡瓦悬挂器密封失效与改进研究

研究卡瓦悬挂器密封结构失效案例,对卡瓦式套管悬挂器悬挂能力和密封结构的工作特性进行有限元计算,分析卡瓦悬挂器密封结构经常发生失效的主要原因。为了克服卡瓦悬挂器结构存在的缺陷,提高井口悬挂器承载能力和密封性能,设计一种新型芯轴式悬挂器,并进行了压力和承载实验测试。经过试验前后拆卸对比,得到悬挂器和四通的变形在安全范围内;球形密封钢圈受压后产生变形为平面状,密封宽度较大,表明密封性能良好;试压过程中,随着载荷的增加,试验台仪表和百分表的位移量变化较小。因此,试压测试表明该新型悬挂器可以承受140 MPa的高压压力作用,最后在现场得到应用,效果良好。