高压水射流破岩规律的数值模拟研究

运用动态非线性有限元法和Hoffman破碎准则,研究了高压水射流破碎岩石的规律,提出了高压射流破碎岩石过程分为射流冲蚀破碎和锤冲破碎及两个临界压力的概念。研究结果表明,提高射流冲击速度、喷射直径、横移速度、射流束数,在35°至40°之间合理选择射流入射角可以提高射流破碎岩石的效率。

水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究

为提高钻井速度,掌握水力机械联合破岩规律,开展了水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究。利用水力机械联合破岩实验装置,模拟井底实际钻进工况,得出了不同破岩方式、射流相对于齿的位置、射流与齿间距和围压4个参数对联合破岩效果的影响规律。研究结果表明:水力机械联合破岩工作方式要优于单射流或单钻齿工作方式;射流在齿后喷射的破岩效果要优于射流在齿前喷射的破岩效果;其它参数一定的情况下,随着围压的增大,联合破岩效果降低,但降低的幅度逐渐变小;增加射流压力,也将增大水力机械联合破岩效果;当射流与齿间距大于3 mm时,随着射流与齿间距的增大,联合破岩效果越差。

中原油田深井超深井钻井技术

深井钻井具有裸眼段长、井底温度高、岩石可钻性差、机械钻速低、井眼易失稳等问题。中原油田开展了复杂地质条件下深井钻井技术攻关,逐步形成了深井井身结构优化设计、PDc钻头+井下动力钻具复合钻井、防斜打直、钻井液、固井、井控等配套工艺技术。截至2004年底,该油田共完成井深超过4000m的深井468口,而且深井钻井速度逐年提高,事故复杂时间大幅减少。详细介绍了中原油田深井超深井钻井技术现状,并对深井超深井钻井技术的发展提出了建议。

中国石化集团钻井技术现状及展望

随着勘探领域的不断扩大和剩余储量的挖潜,钻井施工存在高陡构造防斜打快、裂缝性地层井漏严重、井壁失稳坍塌、长裸眼小井眼固井、深井小井眼完井、含硫化氢井的井控及防护等难题,中国石化集团通过近几年的技术攻关研究与推广应用,深井超深井钻井、水平井钻井、欠平衡钻井、盐膏层钻井、新型钻井液、保护油气层、固井工艺等技术水平大幅度提高,钻井速度和质量不断提高。介绍了中国石化集团钻井技术的现状,分析了中国石化集团钻井面临的主要技术难点,展望了钻井技术的发展趋势,指出应整合推广应用成熟钻井技术,研究攻克钻井生产中的“瓶颈”技术,进一步开展深井超深井、防斜打快和垂直钻井、超高压喷射、地质导向、分支井复杂井钻井、完井工艺等技术研究,进行连续管钻井、套管钻井、欠平衡钻井完井、智能钻井等前瞻技术研究,以提高中国石化集团的钻井技术水平。

国外高温高压固井新技术

介绍了国外几种高温高压油气井固井用新型水泥浆体系。柔性水泥浆配方中含有柔性外加剂、膨胀剂和常规外加剂,对挠曲强度和抗压强度、泊松比和渗透率、线性膨胀和水泥环寿命等性能指标的评价可知,该体系的特点是有弹性、可压缩性低、没有收缩、渗透率极低,可以避免由于井眼压力增加或温度升高引起的水泥环损坏。高密度高性能水泥浆体系(HDHPS)同常规水泥浆相比,浆体流变性可调、密度高(达2.88g/cm^3);具有更大的现场容忍性,更具稳定性;抗污染能力更强;有更高的抗压强度;在更宽的温度范围内,凝固更快、更均匀;最终的抗压强度更高;凝固水泥体积收缩少;凝固水泥的渗透率和孔隙度小。8次HDHPS作业均取得了很好的效果。介绍了北海Graben中部地区极高温/高压井(6口井平均井深在6000 m以上,温度超过 200℃.破裂压力与孔隙压力的区间很小,井底压力超过110 MPa,井斜最大达35°)固井的成功经验。

美国车用代用燃料发展趋势

1992年的美国《能源政策法》指定LPG(液化石油气)、天然气、E85(酒精作为调合组分至少在85%以上)、氢气、电力,以及后来指定100%的生物柴油、P系列燃料作为运输燃料的替代燃料。据估计,到2000年底,美国有超过43万辆的代用燃料汽车,其中90%是LPG汽车和天然气汽车。1994年以前,LPG是美国主要的车用代用燃料,大多数代用燃料汽车是汽油车或柴油车改装的。现在天然气和其他燃料正在逐步影响LPG的主导地位,代用燃料原装车在代用燃料汽车中的比例已从1995年的29%上升到1998年的78%。自20世纪70年代后期开始,美国对车用乙醇实行消费减免;最近美国能源部又投入100万美元,计划通过采用新技术,提高乙醇产量,降低生产成本,为美国谷物种植者建立新的市场,减少美国对进口石油的依赖。

高压水射流-机械齿联合破岩数值模拟研究

采用非线性动态有限元法,结合实际工况条件,建立了高压水射流–机械齿联合破岩的数值模型。研究了高压水射流破碎岩石过程,并提出了2个临界压力的概念。计算结果表明,联合破岩的破碎效率约为高压水射流和机械齿分别破岩之和的2倍,射流和齿的间距在13mm左右最佳。当射流压力足够高时增大转速有利于提高破岩效果;当钻压增加到一定值后,其对破岩效率影响不大;破岩效率与静水压力成反比。

超高压双流道PDC钻头破岩机制研究

基于岩石弹塑性力学、水动力学及运动学,采用动力接触法模拟射流或机械齿与岩石的交互作用,利用Hoffman失效准则控制岩石破碎的动态边界,采用单步Houbolt算法求解动力方程,建立整体超高压双流道PDC钻头破岩的三维动态数值模型。全面、系统地研究岩石内部应力、岩石的破碎体积、岩石破碎所需能量以及钻压和扭矩等在岩石破碎过程中的变化规律,并对不同刀翼数及超高压喷嘴在不同位置时钻头的破岩效率进行分析,得出最佳双流道PDC钻头的结构。

“四个重在”推进转型发展

向观念转变要效益，以新理念引领新发展。 经济发展新常态和低油价叠加影响，油田生产经营面临的困难挑战前所未有。河南油田深入学习贯彻集团公司工作会议精神，统一思想，凝聚共识，把握发展大势，增强战略定力，突出四个重在，全力推进油田转型发展、效益发展、可持续发展。

天然气合成油—新世纪天然气工业发展的亮点

过去10年世界天然气探明储量增长了30％以上，截至2001年1月1日已达到149．38万亿m^3。但是，天然气储量增长大部分处于偏远地区，由于经济和技术的原因不易采用管道输送。

基于有限元的金属飞轮结构设计优化

金属飞轮功率密度大,可靠性高,是我国推广飞轮储能技术应用的重要途径。本文综合考虑应力强度、金属疲劳、储能总量、储能密度和加工工艺,依托有限元计算优化金属飞轮设计,以应对不同工况要求。飞轮材料选用35Cr Mo A,设计储能量大于20 k W·h。频繁充放电飞轮采用4倍安全系数,具备高可靠性;高速待机飞轮以疲劳极限强度作为设计准则,平衡储能量和寿命。计算对比发现,"哑铃"形截面有利于实现轻质量大转动惯量,相同储能量下降低轴承负荷。此外,文章依托模块化设计思想,提出叠层铆合飞轮设计,评估轴孔螺孔应力集中影响。上述讨论为低速大功率金属飞轮进一步设计和量产化提供了有力参考。