XXJ20Y电动斜直井修井机的研制与应用

为满足斜直水平井修井作业需求和验证斜直井作业工艺参数,研制了XXJ20Y电动斜直井修井机。介绍了修井机的主要结构和原理,提出将油管作业空间由后端移至机身内的思路。创新对中方法和油管运移及摆放路线,设计相应的整机对中结构、井架结构和抓管、移管、排管结构。应用Pro/E和ANSYS Workbench 15.0等主流分析软件对井架和底座等关键零部件进行了三维建模和强度校核。该修井机进行了小规模的试验应用,达到了较高的自动化水平,操作手1人就可完成管柱起下作业,配合人员大幅减少,安全性提高;利用井场电源驱动,尾气零排放、噪声低,绿色环保;优化了油管运移结构及流程。该修井机的研制可为斜井修井机、电动修井机的研制和常规修井机的自动化改造提供借鉴。

浅层稠油开采用全液压斜直井修井机研制

目前国内用于油田浅层稠油开采中的斜直井修井机技术相对落后,还不能满足现场作业的要求。提出了全液压斜直井修井机的设计方案和技术参数;对该修井机的主要零部件和系统(如液压系统、游动吊卡、抓管机、可调底座、支架、接送管装置、油管对中及上卸扣装置等)进行了详细设计。全液压斜直井修井机经过试制和一年多的现场应用,结果表明:其结构设计合理,使用安全可靠,减少了作业人员,大幅降低了作业人员劳动强度。

（拟）稳定流斜直井产能预测方法

本文对斜直井产能预测方法进行了初步探讨，给出了（拟）稳定流下斜直升产能预测的物理和数学模型。与前苏联斜直井产能公式相比较，计算结果一致。

斜直井眼中钻柱横向动态运动非线性模型研究

由于缺乏对钻柱在斜井或水平井中运动规律清楚的认识,故无法采取有效措施避免钻柱的非正常磨损以及由于钻柱偏磨导致的钻杆磨穿问题。基于Lagrange动力学普遍方程,综合考虑了钻柱的黏滑运动、横向及扭转变形以及钻井液阻尼的影响,建立了斜直井中钻柱非规则运动的4自由度非线性动态模型。针对不同井斜角条件下钻柱运动的数值研究表明:当井斜角为90°时,钻柱将会沿着自身旋转方向约30°扇形域的井壁蠕动,并且由于摩阻扭矩的集聚-释放,伴随随机的黏滑和翻滚。随着井斜角的减小,局部的摩擦翻滚幅度增加并逐渐扩展成为整个井眼内的带有随机碰撞的回旋运动。该模型有助于更好地认识定向井作业中钻柱的井下工况,为有效实施减弱钻柱磨损和预防钻杆磨穿的举措提供理论指导。

斜直井段和水平井段中环空岩屑运移机理的研究

以岩屑颗粒单元为研究对象,通过分析偏心环空各区域中岩屑颗粒的主要受力,预测岩屑颗粒的运移趋势。通过数值计算,分析了在流核区和速梯区中井斜角、岩屑直径、钻井液返速等对岩屑运移的影响,以及静岩屑床面岩屑运移的基本条件及主要影响因素,对钻进中旋转钻柱能提高岩屑运移行程的机理给出了合理的解释。研究结果表明,增大钻井液返速和保持钻井中钻柱旋转是避免岩屑下滑的主要措施;在斜井段及水平井段中钻柱不旋转,环空岩屑的运移主要靠动岩屑床的作用;增大静岩屑床面液流边界层的速度梯度有助于减小静岩屑床厚度。

斜直井段旋转钻柱稳定性试验研究

系统地进行了斜直井中旋转状态下钻柱稳定性的试验研究 ,描述了旋转钻柱失稳的过程 ,分析了旋转状态下影响钻柱稳定性的主要因素。通过与静止状态下钻柱稳定性试验的对比 ,发现二者的试验现象和结果显著不同 ,因而旋转对于钻柱的稳定性有重要的影响。

斜直井中钻柱非线性屈曲的有限元分析(英文)

建立了直井中钻柱屈曲的平衡方程及对应的泛函表达式 ,并首次采用有限元法对斜直井中钻柱屈曲的整个过程进行了分析。力学模型中考虑了重力、井斜角和扭矩对屈曲的影响 ,并将计算结果与前人的结论作了比较。分析结果表明 :发生屈曲的是钻柱轴向载荷较大的下部 ,这部分的井壁约束力、钻柱弯矩、位移和位移的一阶导数呈周期性变化 ,载荷增大时钻柱屈曲从钻头处向钻柱上部扩展 ;钻柱上部不屈曲 ,井壁约束力随载荷增大而增大 ,弯矩为零。井斜角增大时 ,钻柱下部的屈曲段长度和屈曲位移的幅值逐渐减小。井壁法向约束力在上部未屈曲段的常值逐渐增大 ,在屈曲段幅值逐渐减小。钻柱弯矩在未屈曲段为零 ,在下部屈曲段幅值减小。扭矩增大使屈曲位移增大 ,但增幅很小。

稠油斜直井抽油杆柱滞后原因及解决途径

稠油斜直井抽油杆柱滞后的问题严重制约正常生产。研究稠油井筒降粘举升工艺 ,找到一种简单经济的解决抽油杆滞后的办法 ,完善稠油开采工艺 ,探索稠油开采的新举升方法 ,意义十分重大。所提出的降粘举升工艺 ,通过在矿场试验 。

斜直井眼中管柱变形参数仿真实验

根据物理相似原理 ,设计了井眼中管柱屈曲变形的小尺寸模拟实验装置 ,利用该装置对管柱在斜直井眼中的钻压传递规律、位移与载荷的关系以及临界屈曲载荷进行了研究。通过改变管柱变形微分方程中包含的无因次轴力、无因次摩擦系数和无因次轴力分布系数的值 ,对管柱在斜直井中的临界载荷、载荷传递效率、变形效应等进行了模拟实验。由钻压传递、位移及载荷的实验结果与理论计算曲线相比较得知 ,两者之间的最大差值不超过 10 % ,理论临界屈曲载荷与实验求得的临界屈曲载荷之差不超过 6%。其结果可为修正理论模型提供依据。

斜直井的漂移轨道设计

提出了斜直井方位漂移轨道的数学模型和设计方法 ,其设计结果不仅可以给出井口处的方位超前角 ,而且可以得到方位漂移轨道上各点诸参数的设计值。研究表明 ,方位漂移率对各参数的影响程度是不同的。

斜直井中扭矩和轴力共同作用下钻柱的屈曲问题

利用能量方法研究了轴向载荷和扭矩共同作用下钻柱的屈曲问题 ,着重研究了扭矩对钻柱屈曲的影响 ,理论分析和实验验证均发现 ,轴向载荷、井斜角和扭矩是影响钻柱屈曲的重要因素。当其他条件相同时 ,钻柱的屈曲载荷随井斜角的增加而增加 ,呈非线性 ;扭矩使钻柱的屈曲载荷明显降低 ,并且随井斜角的增大 ,降低的幅度减小 ;扭矩值越大 ,钻柱的刚度越小 ,钻柱屈曲载荷的降低程度就越显著。

斜直井中钻柱非线性屈曲分析的有限元增量加权迭代法

建立了直井中有重钻柱非线性屈曲平衡方程及相应的泛函表达式 ,构造了一种能避免发散并加速收敛的有限元增量加权迭代法求解斜直井中钻柱屈曲问题 ,首次采用直接求解非线性特征值的方法来分析钻柱屈曲问题。计算结果表明 ,井斜角和屈曲位移幅值中任意一项增大 ,钻柱的非线性屈曲临界载荷也随之增大 ,且呈非线性 ;重力线密度对屈曲载荷的影响与屈曲状态有关 ;井壁约束力和特征向量的幅值随屈曲位移幅值增大而增大 ;扭矩对屈曲的影响很小 ,可以略去。研究结果为实际钻井作业中屈曲载荷的确定提供了参考。

斜直井抽油杆扶正器的使用

说明了在斜直井抽油杆柱上使用扶正器的必要性;对扶正器进行了分类;重点讨论了扶正器沿斜直井抽油杆柱的合理分布问题。最后按讨论结果明确指出,沿杆柱从下到上每根抽油杆上扶正器个数逐渐减少。

稠油斜直井抽油杆扶正器安放间距计算

针对斜直井有杆泵抽油杆扶正器安放间距计算通常只考虑抽油杆本体与油管的摩擦，而没有考虑抽油杆接箍与油管的磨损问题，采用变形能原理推导出新的计算公式，从而提出了一种新的计算方法。与目前常用的几种计算方法对比表明，该方法简单可行。给出了该方法的应用条件，并进行了实例计算，证明该方法准确可靠。根据计算的安放间距安放抽油杆扶正器，可大大减轻斜直井有杆泵抽油系统中抽油杆和油管的磨损。

稠油斜直井有杆泵抽油技术

介绍了我国第一组稠油料直井应用有杆泵抽油的情况，通过游梁式抽油机抽油泵装置满足稠油热采不动管柱注汽和采油的要求。介绍了斜直井稠油热采有杆泵抽油配套工具的性能和特点，对斜直井的主要技术难点──外直井抽油杆扶正器的间距和斜直井抽油机悬点负荷进行了分析和计算，最后总结了斜直井有杆泵抽油方式的特点。

油管输送射孔与螺杆泵联作技术在斜直井中的应用

螺杆泵采油与油管输送射孔(TCP)联作工艺技术是将采油管柱与油管输送射孔结合起来,使新井下螺杆泵与射孔完井一趟管柱完成,在下完抽油杆之后,密封井口,采用油套环空加压引爆射孔枪的方式,射孔后立即启动螺杆泵电机,进行采油。介绍了该技术的原理和工艺流程。该技术既可提高射孔完井效率,又可预防井喷事故发生,减少作业次数和井喷压井所带来的设备和压井液费用,同时减轻了作业人员劳动强度。在大庆油田聚合物驱油斜直井的现场应用见到了明显的效果。

斜直井中钻柱螺旋屈曲的非线性有限元分析

建立了斜直井中有重钻柱螺旋屈曲非线性有限元分析方法 ,提出了对重力相关项的处理方法 ,在力学模型中考虑了重力、扭矩和井斜角对临界载荷的影响 ,并将计算结果与理论分析做了比较。分析结果表明 ,本文建立的有重钻柱螺旋屈曲非线性有限元分析方法是正确的 ,在相同条件下钻柱螺旋屈曲临界载荷随井斜角增大而增大 ,且呈非线性 ;临界载荷随扭矩增大而减小 ,且井斜角较大时减小幅度较大 ;

斜直井抽油泵杆柱动态参数的预测及抽汲参数的计算

根据斜直井抽油杆柱工况特点,建立了斜直井抽油泵杆柱动态参数预测的数学模型,给出了预测结果和分析。以抽油杆柱为研究对象,论述了斜直井游梁式抽油机冲程和冲次的计算方法。

斜直井分层压裂管柱的研制与应用

本文介绍了一种适于斜直井改造低渗透油田的分层压裂管柱，阐述了其工艺原理和现场应用效果。斜直井压裂管柱良好的反洗井和可靠的密封性能为斜直井开采提供了一套有效的完井技术。

T810XK长裸眼斜直井钻井液技术

T8 10XK井是塔河油田一口钻井液施工难度较大的“S”型长裸眼斜直深井 ,二开 φ 2 4 1.3mm井眼裸眼井段长达 4 35 3.5 8m ,裸眼跨度大 ,钻遇地层复杂 ,上下地层存在较大的压差 ,井身结构与井眼轨迹特殊 ,在井深 4 95 0m以下还要定向钻进。该井施工的关键技术是提高钻井液的防缩径阻卡、稳定井壁能力和润滑性能 ,因此长裸眼上部易缩径井段选用了优质低固相强包被不分散阳离子钾基聚合物钻井液体系 ,长裸眼下部易扩径定向井段选用了阳离子钾基防塌聚磺钻井液体系。由于钻井液技术措施合理且实施到位 ,施工过程中钻井液性能稳定 ,易于维护 ,悬浮携带能力强 ,润滑性好 ,井眼通畅 ,实现了无阻卡现象 ,井眼稳定 ,基本无掉块、坍塌 ,全井段平均井径扩大率仅为 6 .35 % ,井底干净无沉砂 ,造斜定向钻进顺利 ,测井、下套管一次到位 ,确保了安全、快速、优质施工。