页岩气旋转式井壁取心器转向机构设计与优化

转向机构作为页岩气旋转式井壁取心器的连接转向装置,其性能决定了取心器的过弯通过能力。鉴于此,设计了一种新型转向机构。该机构中心由一个胡克铰链连接,四周设置4组由移动副和弹簧连接的球面副;利用拆杆法建立了转向机构各零件的静力学平衡方程,确定了转向机构的工作空间,建立了取心器过弯能力与水平井曲率半径的函数关系;以通过能力最大为优化目标,对取心器进行了尺寸优化设计。分析结果表明:在相同条件的水平井径下,曲率半径与取心器能够通过的长度呈正相关关系;在相同曲率半径下,井径与取心器可通过的长度也呈正相关关系;当曲率半径为20 m、井径为150 mm时,优化后取心器的有效通过长度从3.102 m增加到10.358 m。采用新型转向机构可有效增强取心器的过弯能力,增加取心器的有效长度。

旋转式井壁取心技术在油藏评价中的应用

FCT-Ⅱ型旋转式井壁取心技术是一种新型的取心技术，保证了岩石样品的孔隙结构不被破坏，使核磁共振对这类样品岩石物性的测试成为可能，可直接选样分析化验获取储层的岩性、物性、含油性等参数。通过FCT—Ⅱ型旋转式井壁取心技术在大庆外围油田的现场应用，对其在储层含油性评价、落实岩电关系、储层物性评价、补充钻井取心层位、支持新区开发方案编制等方面的应用结果进行了分析。旋转式井壁取心技术既满足了取心的目的，又降低了评价成本，在油藏评价阶段具有重要的经济意义和实用价值。

页岩气井旋转式井壁取心器爬行机构设计与优化

为了解决页岩气井旋转式井壁取心器不能靠自重下至取心位置的问题,分析了取心器的工作要求,确定了取心器在水平井中所受阻力,设计了一种由行星齿轮、锥齿轮组合传动的旋转式井壁取心器爬行机构。建立了爬行轮正压力与各参数的函数关系、支撑臂伸出速度与各参数的函数关系;以支撑臂伸出速度和支撑臂推靠力为多目标优化函数,利用正交试验分析方法,确定了爬行臂长度、支撑臂长度、爬行臂转角和偏心距等因素的影响程度,并优化了爬行臂和支撑臂的结构尺寸。分析得到:爬行臂转角对支撑臂伸出速度和推靠力的影响最大;当爬行臂转角、爬行臂长度、偏心距和支撑臂长度分别为45°、150 mm、8 mm和140 mm时,爬行臂伸出速度和推靠力最优;爬行臂和支撑臂长度优化后,可以降低支撑臂所需推靠力,提高支撑臂伸出速度。研究认为,设计的页岩气井旋转式井壁取心器爬行机构,为井壁取心器提供了一种新的驱动方式。

页岩气旋转式井壁取心液压马达的设计与研究

液压马达作为页岩气旋转式井壁取心机器人钻头的直接驱动装置,其性能的优劣决定了整个取心机器人能否正常完成井下取心任务。根据川渝地区页岩气长水平段取心的高温、高压、高腐蚀等工作特点,对传统三齿轮液压马达进行适应性改进设计。根据齿轮马达的工作原理,分析了取心液压马达的排量、输出转矩、径向力等工作性能。分析表明,取心马达分别有两对高压腔和低压腔,实现了转矩的叠加,在相同体积情况下,其排量、输出转矩大,有利于在页岩气长水平段井下的狭小空间工作。

Eclips 5700测井系统配接旋转式井壁取心器

RSCT(旋转式井壁取心器 )是哈里伯顿公司推出的对地层不造成破坏的取心仪器 ,与Excell 2 0 0 0测井系统配套使用。介绍了RSCT与Eclips 5 70 0测井系统在配接中所存在的主要技术问题 ,如进行深度校正的伽马脉冲幅度以及电缆连接不匹配等。为此需要对RSCT进行技术改造 ,提出了改进深度校正的伽马脉冲放大电路及增加转换短节保证电缆头匹配等解决方法。经大庆地区 3口井的应用实例证明效果良好 ,实现了Eclips 5 70 0测井系统独立完成取心工作 ,达到了降低成本 ,提高效率的目的。

提高FCT型旋转式井壁取心器收获率工艺探讨

旋转式井壁取心器通过液压推靠方式将仪器紧贴井壁,金刚石钻头以2000转/分钟的速度旋转垂直钻入井壁来获取岩心,所取岩心可用来定量求取储层特性参数。通过对2006年至2009年FCT型旋转式井壁取心器在胜利油田的应用分析,阐述了在齿轮油型号选择、仪器维护及现场施工等方面进一步提高取心收获率的工艺措施及方法。

旋转式井壁取心系统软件设计

介绍了旋转式井壁取心系统的组成及其工作原理。针对旋转式井壁取心仪器,设计了地面控制软件,该软件可实时跟踪伽马或0.4 m电极曲线,准确定位取心位置,同时采用时间驱动记录取心过程中泵压等参数。分析了软件中取心深度定位、深度驱动与时间驱动交替运行、网络通讯、双缓冲绘图等关键技术的具体实现。2009年在任91井的实际应用表明,该软件的准确性和实时性达到了旋转式井壁取心系统的功能要求,运行稳定可靠。

直驱式旋转井壁取心仪器电路设计

传统的旋转式井壁取心仪器钻头的取心是液压驱动的,而ESCT旋转式井壁取心仪钻头的取心动力是由直流无刷电机直接提供的。ESCT旋转式井壁取心仪应用了直流无刷电机和旋转式变压器。通过对电子线路中的电机控制板和电机功率驱动板的设计,实现了对取心钻头的直接驱动和控制,达到了高效、稳定取心的目的。介绍了直流无刷电机的驱动和控制原理,描述了控制直流无刷电机的硬件实现方法。

新型旋转井壁取心仪在大庆油田的应用

旋转式井壁取心凭借其施工方便、岩心深度精确、岩心完整规则等优势,广泛应用于中国勘探开发领域。ESCT旋转式井壁取心仪在结构上实现模块化,机械和液压系统可分离;液压系统实现集成化和可控化,提高了仪器可靠性;大功率直流无刷电机的应用和钻压数字化控制提高了取心的时效和收获率。ESCT旋转式井壁取心仪在大庆油田先后完成了21口井的取心任务,在松辽盆地钻取了葡萄花层和营城组砂泥岩和火成岩等不同岩性岩心,取心收获率达到90%以上,在大庆油田的应用中取得了非常好的效果。

基于STM32在井壁取心仪器数据采集电路的设计

旋转式井壁取心是一种方便实用的地质取样技术,对油藏评价和新区开发精细解释及降低成本具有重要意义。针对市场需求,需研发一套大颗粒旋转式井壁取心仪器。由于大颗粒旋转式井壁取心仪器中的数据采集电路板空间设计有限,A/D模数转换电路及外围电路设计复杂,成本高,因此,采用STM32微处理器芯片。通过介绍了微处理器STM32芯片特点,A/D部分的功能和应用,并设计了以低功耗、高性能、高集成度的STM32为核心的采集控制一体化电路。结果表明,系统通信稳定,数据传输可靠,完成了STM32在大颗粒旋转式井壁取心仪器上的数据采集转换功能,满足仪器测井要求。