旋转防喷器泥浆伞的设计及优化分析

针对旋转防喷器安装及使用位置引起的钻台面泥浆下落污染井口设备问题,设计了分体式的泥浆盒构成旋转防喷器泥浆伞,用来承接并排放钻台流淌下的来的泥浆和污水。分别选用钢板厚度2mm和5mm参数进行旋转防喷器泥浆伞的建模,采用有限元方法分析了两种钢板厚度下的泥浆盒在自身重量和工作载荷作用下的受力及变形情况。分析及优化结果表明,可以采用2mm板作为泥浆盒的主体,仅满足承载要求还可以有效减轻泥浆盒的重量,同时提出在加工工艺上采用抛丸硬化工艺来提升薄板的强度。

泥浆发电机用磁力传动机构的性能实验研究

磁力传动技术应用在泥浆发电机上能避免高速轴承等关键零部件被钻井液磨损冲蚀,提高使用寿命。为了研究泥浆发电机用磁力传动机构的性能,利用磁力传动性能测试实验台,对磁力传动机构进行了静态和动态性能实验,获得了不同的性能参数,并结合理论计算和有限元仿真进行了对比分析。分析表明,磁转矩随静态转角的变化为正弦曲线,最大磁转矩随耦合长度的增加呈线性增长,理论值、仿真值和实验值基本一致。磁力传动机构的启动转矩大于工作转矩,转速从100 r/min增大到1500 r/min时,驱动端的转矩增加了2~3 N·m,隔离套的涡流损耗增大,传动效率下降。该实验结果可为磁力传动机构在泥浆发电机上的工程化应用提供指导。

膨胀波纹管技术现场试验综述及存在问题分析

详细介绍了俄罗斯膨胀波纹管技术在我国L7-71井、T3-8斜216井和T2-5-283井3口井的堵漏试验情况,并指出其存在可靠性低、施工工期偏长、成本偏高和工序复杂的缺点。而国内自行研究的膨胀波纹管技术在韦15-19井和T6182井2口井进行了现场试验并获得了成功,标志着我国在该技术领域获得突破。分析认为,膨胀波纹管技术要得到推广应用需要解决几方面的问题:准确确定封堵类型和地层,简化施工工艺,提高扩眼及膨胀工具的可靠性,降低膨胀管成本,制订相应的应急预案。

岩屑床破坏工具流场的数值模拟

岩屑床破坏器是一种有效的斜井岩屑床破坏工具,具有水力和机械双作用破坏、清除岩屑床的特点。为了对岩屑床破坏器产生的钻井液流场有一个全面、准确的了解,应用计算机流体动力学(CFD)分析软件对其流动进行了数值模拟研究,给出了湍流模型、模型数值解法、模型的网格划分及边界条件,并从速度场、压力场、流线图三方面对数值模拟结果进行了分析,这为岩屑床破坏器的结构优化设计、制造及现场应用提供了必要的理论技术支持。

实体膨胀管的膨胀力有限元数值模拟及其应用

针对塔河油田深井侧钻井巴楚组和桑塔木组地层泥岩垮塌难题，优选φ139．7mm实体膨胀管对复杂泥岩段进行机械封隔。根据弹塑性有限元理论，利用有限元数值模拟研究了φ139．7mm实体膨胀管的膨胀特性，探讨了膨胀率、屈服强度、摩擦系数和膨胀锥锥角对膨胀力的影响规律。在塔河油田TK6—463CH并进行了实体膨胀管的现场施工应用，将该井膨胀锥锥角设计为10°，预测膨胀力为603-607kN，与实际计算结果相比误差小于8％，表明该方法具有合理可行性，为深井侧钻井膨胀管设计及膨胀管施工提供了技术支持。

KWQ-216型地面可控井下变径稳定器

地面可控井下变径稳定器可以对井眼轨迹进行有效的控制与调整,以其成本低、控制效果好等特点在国外已规模应用,国内已有成功应用案例,但远未普及。介绍了地面可控井下变径稳定器工具的结构组成和工作原理,利用CAE技术对KWQ-216变径稳定器的壳体和弹簧座销等易失效部件进行了安全性分析,工具的工作安全性较高。介绍了与该工具配套使用的钻具组合。该工具通过地面开停泵液压式控制和井下机械式机构锁紧,变径准确可靠,操作简单方便,科学使用可变径稳定器可以经济、精确地控制井斜角和方位角,提高井身质量,缩短钻井周期。

小尺寸变径稳定器在小井眼定向井中的应用

小井眼由于其井眼间隙小 ,井下容易发生阻、卡 ,为了防止阻、卡的发生 ,减少井下事故 ,研究了 16 5 .1mm液力变径稳定器。对液力变径稳定器的工作原理、特点进行了论述 ,对防阻、卡的原理进行了分析 ,通过现场试验 ,得出液力变径稳定器耐磨损 ,寿命长 ;并可根据实际需要调整钻具组合 ,减少更换底部钻具组合的次数。

膨胀波纹管在小井眼的安全应用工况模拟试验研究

膨胀波纹管可以用于封隔小井眼斜井段坍塌煤层和泥岩,为解决地层坍塌问题提供了新的手段,但其适用工况不确定,影响了其推广应用。为确定膨胀波纹管在小井眼的安全应用工况条件,应用有限元法模拟分析了影响斜井段中φ149.2mm膨胀波纹管安全应用的主要因素;在弯曲井筒内开展了膨胀波纹管的膨胀试验,分析了井眼曲率、井径对膨胀效果的影响。研究结果表明,在相同条件下,井径越大,波纹管膨胀后的直径越大;井眼曲率越大,膨胀波纹管Mises应力越大,不圆度越大。试验和数值分析结果表明,二者有着较好一致性。通过分析确定了φ149.2mm膨胀波纹管安全应用工况条件,可以保障膨胀波纹管的安全施工。

自动化液压动力大钳

钻、修井过程中 ,采用传统方式安装和使用笨重的液压动力大钳操作不便 ,存在许多安全隐患 ,为此 ,BJ管材服务公司研制开发了自动化液压动力大钳系统。该系统为一液压式伸缩管或称关节式臂杆 ,自动化程度高 ,自带固定大钳 ,无需大钳尾绳 ,1人就可安全操纵。系统安装简单 ,通过其多个安装点可灵活、快速地安装在井架大腿上。在北海油田的应用表明 ,该系统可使大钳推移量最少 ,控制及稳定性能优越 ,使用灵活 。

实用新型打捞工具的研究与应用

随着川西须家河组致密砂岩气藏勘探开发的不断深入,所遇到的井下事故难题也逐渐显现,常规的打捞工具已经不能满足目前需要。螺旋导向可退式捞矛是使线状或不规则遮盖物在其轴向力的情况下产生径向力使遮盖物向四周分散开,顺利进入鱼腔内孔打捞落鱼,它既可穿透线状遮盖物的阻碍,如存在大量不规则线状落物的情况下也可搅动线状落物使线状落物捆绑在螺旋导向可退式捞矛上使线状落物被带出,也可按其不同的作业要求与安全接头、上击器、加速器、管子割刀、套铣筒等组合使用。文章详细介绍了特殊打捞插钩与螺旋导向可退式捞矛的结构与操作要领及现场应用情况。新工具的诞生解决了复杂井况下修井打捞问题。

NTQ248-25Y型无牙痕套管动力钳研制

高含硫油气井的完井管串一般采用耐蚀合金(CRA)套管,这种套管的材质较软,常规套管动力钳工作时极易破坏套管表面的防腐镀层,加速硫化氢对套管的腐蚀,影响完井管串质量。依据套管动力钳内曲线爬坡滚子机构的特点,采用材料优选、结构优化设计与室内试验相结合的方式,研制出NTQ248-25Y型无牙痕套管动力钳。室内试验和现场应用表明,该无牙痕套管动力钳作业后套管表面完全没有牙痕,最大输出转矩为25 kN·m,能完成外径为114.3~177.8 mm套管的上卸扣作业。

卡瓦式井下节流器密封性能研究及试验

针对传统卡瓦式井下节流器的“圆柱”式胶简存在可靠性差、寿命短的问题,进行了大量的室内研究实验。结合长庆油田现场实际,开展了井下节流器密封胶筒性能研究,研制出“V”型结构的胶筒,提高了井下节流器的工作可靠性及使用寿命。

光杆落物打捞器的研制与应用

光杆落物打捞器是一种新型打捞工具 ,主要用于打捞重量较轻的细长光杆式井下落物 (如测斜仪器、测井仪器等 ) ,详细介绍了该工具的结构、工作原理及使用注意事项。在两口井的成功应用表明 ,该工具能有效地捞获井下落鱼 。

新型卡瓦式井下节流器打捞工具研制及应用

针对现有工具打捞未失效卡瓦式井下节流器的问题,设计了一种压缩卡瓦式井下节流器中心杆并使其胶筒回缩的新型打捞工具。现场应用表明:该工具操作方便、结构合理、性能可靠、易于加工;有效提高了卡瓦式井下节流器打捞成功率,缩短了打捞作业时间,节约了打捞费用,在苏里格气田节流器打捞作业中发挥了重要作用。

液力投捞测试调配时仪器下井运动规律分析

在定向井、斜井的测试过程中 ,通常采用液力投捞方式。为防止测试时仪器受到损坏 ,对液力投捞时仪器的运动规律进行了探讨 ,通过理论分析确定了仪器下井时的运动速度及所受到的冲击力。计算实例表明 ,计算值与实测值十分接近 ,在 30 0 0m深的井中 ,误差只有 2 1s;在10 0 0m深的井中 ,误差只有 2 2s。同时也证明了所得的结论能够为液力投捞工艺的实施提供有力的理论依据 ,具有较强的应用价值。

水平井解卡打捞工艺技术研究

针对冀东油田水平井的特点,分析了水平井打捞管柱受力情况和打捞工具的选择原则,研究了水平井专用配套解卡打捞工具,并对捞矛、井下液压增力器、检测工具和磨套铣工具进行了改进,实现了水平段打捞工具正常工作(打捞、可退)和解卡力的有效传递。总结出水平井打捞必须遵循的原则,通过实践与探索,较好地解决了冀东油田水平井解卡打捞技术难题,现场应用取得了显著效果。

减震器安装位置的研究

指出了目前减震器在井下的安装位置存在的缺点 ,从理论上分析了将减震器安装在钻头上方某个位置的可行性 ,并研究了减震器安装位置与钻头转速和减震器自身的关系。现场应用实例表明 ,改变减震器位置既能起到保护钻头和钻柱的作用 。

铁钻工的现状与展望

在自动化钻井生产中,铁钻工是目前最先进的扭矩旋扣设备,可完成钻杆、套管等钻具的旋扣连接工作,提高生产效率和安全性,是现代化钻井中重要的自动化设备之一。通过对目前国际市场常见铁钻工的类型对比,分析了铁钻工的结构、工作原理和技术参数;阐述了铁钻工的现状,并对其发展方向做出展望;针对目前国内石油生产和设备现状,讨论了铁钻工国产化的发展方向。

新型油管捞油抽子的设计

针对江苏油田老式油管捞矛式抽子的胶筒耐磨性能差、密封不可靠、钢丝绳在抽子工作过程中会产生一定的扭矩 ,以及现场更换钢丝绳接头和换取胶筒较困难等问题 ,设计了新型油管捞油抽子。这种捞油抽子采用水力内扩张结构胶筒 ,密封性能更好 ,每抽次的产量将提高15 %,胶筒的寿命是老式胶筒的 2～ 3倍。设计的油管抽子和套管抽子通用的新型钢丝绳快速接头 ,拉力达 116 2 1kN时 ,钢丝绳没有从快速接头中滑出或拧断。设置有钢丝绳破扭装置 ,消除了钢丝绳打扭伤人的隐患 ,并提高了钢丝绳寿命。

钻井筛筛分模型及计算机仿真

利用流体力学的基本原理 ,对钻井筛筛面上钻井液的流动特点进行了研究 ;在综合考虑有关参数对钻井筛筛分影响的基础上 ,建立了钻井筛的筛分模型 ,给出影响钻井筛处理量有关因素之间的定量关系 ;运用平均值法对筛分方程的求解进行了探讨 ;应用有限差分方法建立了筛分方程的仿真模型 ,并编写了钻井筛处理量的计算机仿真程序。室内台架模拟试验结果表明 ,建立的筛分模型具有较高的仿真精度。