Ф127mm钻杆防磨套设计及有限元力学分析

在对国内外现有的钻杆防磨套工具调研的基础上,设计出一种新的尺寸为Ф127mm钻杆用防磨套工具,该工具将钻杆与套管的钢—钢硬摩擦变为与防护套与钻杆之间的软摩擦,可以大幅度降低钻杆和套管的磨损。为了研究钻杆安装防磨套后对套管产生的影响作用,对套管内壁未发生磨损、套管内壁发生偏磨、防磨套与套管内壁的相互作用以及防磨套组件与本体相互作用进行了对比有限元力学分析,分析结果为防磨套的进一步优化设计提供了理论依据。

井口套管磨损失效原因分析及预防措施

套管磨损,特别是井口套管磨损是油田普遍存在的问题。井口套管磨损失效与井口偏心、井口悬挂载荷、套管头结构、钻井工艺参数、套管材质等有关。对S油田井口套管磨损失效事故进行了研究,分析了井口悬挂载荷和套管头结构等对井口套管磨损的影响。通过对井口套管悬挂载荷的计算,得到了能有效减小井口套管总载荷的优化计算公式。采用该公式对S油田进行了固井施工案例计算,结果表明,按照该公式确定井口悬挂载荷有利于防止井口套管失效。采用Ansys有限元分析软件对套管受卡瓦夹持力的影响进行了研究,研究表明,在卡瓦牙板上、下端面位置套管内表面存在应力集中,提出了套管头卡瓦优化设计方案。

套管防磨技术在新港1井的应用

大港油田新港1井是1口五开三段制定向井,完钻井深6 716m,三开311.1mm的定向、稳斜井段长达2 470m。由于该井段的岩石可钻性差,钻井施工时间长,钻杆对上层技术套管的磨损相对较为严重,甚至可能磨漏套管。应用兰德公司的减阻防磨套能有效减少钻井过程中技术套管内的钻杆与套管内壁接触磨损的几率。现场应用表明:减阻防磨套可以有效地保护套管和钻杆,为下一步作业和后续工作提供安全保障。新港1井套管防磨技术的成功应用为深井钻井安全施工提供了有益的参考。

套管防磨橡胶衬套的热-接触有限元分析

本文以套管防磨工具的橡胶衬套为研究对象,综合考虑橡胶大变形、套管-衬套-芯轴转动接触、温度场等因素,利用有限元软件分析了橡胶衬套的工作力学行为。分析时采用Mooney-Rivlin模型,模型参数通过“不同温度下橡胶的单轴拉压、双轴拉压、体积拉压实验数据”拟合获得。通过研究发现:在中深井地温条件下(90℃以下)橡胶衬套的工作应力随温度升高增加较快,而在深井地温条件下(90℃~150℃)橡胶衬套的工作应力随温度升高增加缓慢;无论在中深井地温还是在深井地温条件下,橡胶衬套应变随温度增加均上升缓慢;防磨工具芯轴顺时针转动时,由于摩擦和弹性作用,衬套作逆时针间歇碰撞公转,碰撞时应力峰值均集中在肋条根部或内圈润滑槽处,肋条间的本体区域应力幅值很小。本文的研究工作对于套管防磨橡胶衬套的结构设计与现场应用具有一定指导意义。

塔里木油田井口偏心对套管偏磨的影响

井架不正或井口偏心,会造成近井口套管(或套管防磨套)的磨损。针对深井钻井中的井口附件套管偏磨问题,以动力学为基础,建立了钻柱偏磨力学模型,推导出了套管/钻柱正压力的近似计算公式,分析了影响偏磨的主要因素。计算结果表明,有效偏心距和上部钻柱的提升力是影响近井口套管偏磨的主要因素。有效偏心距越大,上部提升力越大,套管/钻柱之间的正压力将越大,磨损将越严重。由于上部钻柱的提升力随井深的增加而增加,因此应当尽量避免井口偏心或井架安装不正,防止有效偏心距过大而造成近井口套管的严重偏磨。

AT40-2井口完井期间套管悬挂器偏磨原因分析

AT40-2井在完井期间拆井口过程时发现17.78cm(7″)芯轴式套管悬挂器预留部分存在严重偏磨现象,裂缝长8.5cm,上部边缘最薄处4mm(实测原壁厚10mm)。为了搞清该井井口设备偏磨原因,防止此类问题再次发生,对该井井口设备和防磨套情况进行了研究,并从井口偏心、防磨套、钻杆接头与井口设备尺寸匹配、下钻、钻柱转速等方面对井口设备偏磨影响因素进行了分析。认为芯轴式套管悬挂器预留部分偏磨主要与井口偏心和防磨套结构有关,根据偏磨原理推导出井架偏心与防磨套尺寸及钻具偏磨的测算公式。提出了防止井口设备偏磨的建议,并在工区得到良好的应用推广效果。

KXS203井口设备偏磨原因分析

KXS203井在钻井过程中井架底座基础非均匀下沉,套管头和防磨套严重偏磨,随后套管柱试压发生了泄漏。为了搞清该井井口设备偏磨原因,防止此类事故再次发生,对该井井口设备和钻杆磨损情况进行了研究,对井架基础下沉造成的井口偏心程度进行了分析计算,并从钻杆接头与井口设备尺寸匹配、井口偏心、防磨套及顶丝性能、钻柱旋转和起下钻、钻柱转速等方面对井口设备偏磨影响因素进行了分析。认为井口设备与井架基础下沉、钻杆接头与井口设备尺寸匹配、井口偏心、防磨套及顶丝性能、钻柱旋转和起下钻、钻柱转速等对井口设备偏磨等有关,但该井井口设备偏磨主要原因与井口偏心和防磨套失效有关。提出了防止井口设备偏磨的建议。

惠州25-4油田大位移井钻井新技术应用效果

重点介绍了HZ25-4油田大位移井相关的部分新技术:悬链线轨迹设计、铝钻杆和陶瓷保护衬套使用、E-CD(Eni Circulation Device)连续循环系统。该新技术成功运用的突出优点在于:悬链线井身剖面减小了钻柱的摩阻,改善钻柱的受力情况;ADP(Aluminum Drilling Pipe,铝钻杆)和陶瓷保护套减少了钻具所受侧向力,降低扭矩摩阻;陶瓷衬套保护了上层套管,减少套管磨损;E-CD连续循环系统运用在821in井段钻进时,保持了不间断连续循环,避免环空岩屑因接立柱时停泵下沉堆积,达到最大程度清洁井眼,同时可控制ECD(Equivalent Circulation Density,循环当量密度)在合理范围,避免压漏地层。

熊熊炉火映红心

2012年11月16日清晨,二师三十团社区服务中心锅炉班班长张永国正在家里准备早餐,他的手机突然响了."班长,10吨锅炉断电了……"电话是锅炉房值班人员打来的.张永国放下电话后,火速向锅炉房赶去."开启备用补水泵……"到达锅炉房后,他立即指挥值班人员采取应急措施.约30分钟后,险情被迅速排除. 一台锅炉有没有毛病,他只要用耳朵一听就知道;一台锅炉运转是不是正常,他一看就知道.凭借着一手绝活,张永国得到了一个"老锅炉"的雅号.