基于有限元的顶驱下套管装置密封胶筒设计

密封胶筒是顶驱下套管装置实现套管密封、泥浆循环等作业功能的关键部件。为探究密封胶筒工作原理并为其研发提供理论依据,通过有限元分析软件建立了数值仿真模型,采用自适应网格技术模拟了密封胶筒插入套管及密封高压泥浆的动态过程。分析了密封胶筒的密封原理,研究了动态过程中密封胶筒几何形态及应力状态的变化特性。并对密封胶筒进行了力学分析和强度校核,结果表明:当密封最大泥浆压力时,胶杯最大应力为15.77 MPa,骨架最大应力为370.3 MPa,表明密封胶筒强度满足设计要求。最后通过应用试验检验密封胶筒的密封效果,验证了仿真计算各项数据的准确性,表明此密封胶筒性能满足现场使用要求。

漂浮+顶驱下套管技术在大港油田赵东CP3-D18-XX井中的应用

大港油田赵东CP3-D18-XX井为一口水平生产井,其中完钻井深3064 m,水平位移2288 m,ϕ244.5 mm套管下入至2998.69 m。该井311.1 mm井眼裸眼段长,井眼轨迹复杂且清洁困难,导致套管下入摩阻大,套管下入悬重不足,采用常规下套管方式无法下入到位。结合漂浮下套管与顶驱下套管工艺的特点,采用漂浮+顶驱下套管工艺技术,完成ϕ244.5 mm套管下入工作。通过现场应用及评价,在常规下套管方法不满足施工要求时,推荐在水平井中采用漂浮+顶驱下套管工艺,不仅可以克服套管下入摩阻大、大勾载荷不足等问题,在遇阻时还可快速旋转活动套管,极大降低了下套管黏卡风险,保障了现场作业安全。

顶驱下套管用卡瓦板承载能力分析及卡瓦牙结构优化

针对顶驱下套管用卡瓦牙板承受较高拉扭载荷后出现夹持不稳、牙齿磨损与齿尖断裂等问题,基于薄壳弯矩理论,考虑卡瓦板工作时承受的轴向力、径向力、扭矩,建立了卡瓦板的承载能力力学模型;基于响应曲面法,建立了卡瓦牙尺寸优化数学模型,并对优化数学模型进了方差分析。结果表明,卡瓦板长度大于200mm时,扭矩对卡瓦板承载能力的影响逐渐变大,扭矩对承载能力的影响不能忽略;所建卡瓦板承载能力力学模型取1.15倍安全系数后可应用于工程实践;方差分析证实了卡瓦牙数学模型的合理性,并得出了卡瓦牙最优结构参数,使卡瓦牙应力减小了17%。

新型顶驱下套管装置传动缸优化设计

利用Ansys Workbench软件对新型顶驱下套管装置的传动缸进行了拓扑优化和尺寸优化设计。基于变密度法和中心复合设计法,分别建立拓扑优化设计和尺寸优化设计数学模型,并给出了拓扑优化和尺寸优化流程。按照建立的数学模型和设计流程对顶驱下套管装置传动缸进行结构优化,得到其最优尺寸组合。分析结果表明,优化后的传动缸在满足应力要求的条件下质量减轻了20%,节省了制造材料。

顶封卡漏套管保护管柱的改进与应用

濮城油田推广应用顶封卡漏套管保护管柱 ,消除了环套空间水泥环窜漏影响 ,对漏点上部套管实施了保护 ,减少了无效注水 ,增加了有效注水 ,对应油井地下地质能量恢复后 。

顶驱下套管驱动工具现状与发展建议

顶驱下套管驱动工具对整个系统有着重要的影响,它能决定系统的性能与稳定性.而且当前国内与国外也存在一定的技术差异.基于此,首先对相应的技术进行了分析,之后从动力总成、限位总成、卡瓦总成三个方面探究了国外发展的现状,最后在总结国内技术现状的基础上提出了相应的发展建议,希望可以借此给国内顶驱下套管驱动工具的发展提供一定的参考.

机械式顶驱旋转下套管装置的研制

为了解决长水平段水平井套管下放困难、处理井下异常不及时以及常规下套管方式的轴向冲击载荷对套管造成损伤等问题,研制了一种机械式顶驱旋转下套管装置,该系统采用独特的机械式设计,方便安装及运移、不受低温影响,比传统的液压驱动型可靠性高。阐述了该装置的组成、工作原理及技术关键。对同类设备的研发具有一定的参考价值。

管道顶管套管填充装置的研制

针对传统的"空压机+橡胶管吹砂"的填充方式无法满足施工质量且效率低的问题,研制一套机械化的管道顶管套管填充装置,以高效、高质量地完成顶管套管填充作业。该装置由驱动装置、转子总成、气路系统、填充系统等部分组成。样机完成后,经试验验证,完全可以满足顶管套管的填充需求,并符合管道施工规范。

大管径顶管内套管快速安装施工技术

与传统的明挖埋管施工技术相比,顶管技术以其施工影响面小,对道路的破坏小,交通疏解难度低,对居民生活的负面影响小等特点,逐步在市政排水管网中得到大力发展,目前已普遍应用于各类管网施工中。顶管工程中居较为特殊的主要为穿河、穿路顶管施工,一般需设置套管以确保施工安全,同时在跨河,跨路段,由于特殊情况限制,往往只能在河道或道路两侧设置顶管井,单段管道长度一般较长,如出现问题,后期维修难度较大,故对管道施工质量要求相对较高。在这样的背景下,安全、高效、快速的顶管内套管安装施工工艺成为套管施工研究的重点。

管道顶进防护套管施工对既有高铁桥梁的影响

以某燃气管道采用顶进防护套管法施工穿越既有高速铁路桥梁为例,采用通用大型岩土工程软件Midas GTS-NX建立三维有限元模型对顶进防护套管工程施工过程进行数值仿真模拟分析,分析燃气管道顶进防护套管工程施工对既有高速铁路桥梁墩顶沉降、墩顶纵向水平位移、墩顶横向水平位移、单桩承载力的影响。分析结果表明:天然气管道穿越高速铁路顶进防护套管工程下穿铁路特大桥对高铁桥梁基础产生一定的附加影响。墩顶沉降、墩顶纵向水平位移、墩顶横向水平位移、单桩承载力均有所增大,但均满足规范限值要求。此天然气管道穿越既有高速铁路顶进防护套管工程设计、施工方案可行。同时证明采用通用大型岩土工程软件Midas GTS-NX对此类工程案例分析研究的可行性,以期为同类型工程案例研究提供参考。

CNG井式储气库井下泄漏及安全性分析

通过分析CNG井式储气库在建设和使用过程中可能出现的3种泄漏情况,建立了3种类型泄漏工况模型。计算出φ177.8 mm×10.36 mm套管在相应工况下的上顶力,及安全的水泥固井长度,为CNG加气站建设井式储气库及其安全生产提供理论支持。

长输管道定向钻穿越砾石地段施工方法研究

大庆－锦西原油管道工的顶进方向，有效调整套管的角度，使夯下的套管具有一定的角度，满足曲率的要求。、现场施工采用管线打导向孔时采用两台钻机从出、入土点同时钻进施工，可以有效控制穿越路径，提程钻具设备磨损强度大，钻进困难，施工周期长，入土端和出土端穿越圆砾层，承载力较差，钻进扩孔过程中易出现石头碎块塌落，造成卡钻现象，采用定向钻导向原理，运用探测器来调控套管高了管线导向孔、回拖施工过程中的准确率，大大提高了施工进度，节约了大量的费用，经济效益显著。

顶驱下套管作业装备配套工艺分析

一直以来,常规的下套管作业受到各方面影响具有局限性。经过有关专家和学者不懈努力,研发出了顶驱下套装置,有效的降低井下事故发生率、钻井的综合成本,大大提高作业的安全度、工作效率。但是套管能否进入到预定的深度,是由配备的装备来决定的。本文就是从配套装备入手,分析了起装备配套的工艺。

大型输水管道穿越高铁动荷载作用下受力研究

本文依托大型输水管道穿越京哈铁路工程,在高铁两侧30 m之内严禁明挖,设计覆土厚度为0.8 m的条件下施工,由于大口径套管顶进过程因原状土粘结力过小导致局部涌起和偏移,需要重新换填。但套管顶进设计过程未考虑原状土换填的工况,文中对套管顶部覆土换填过程的受力情况以及套管运用过程中承压水受力进行了分析论述。

渤海某油田浅层大位移井钻井关键技术及其应用

为满足油藏开发需求,渤海某油田需进行水平位移超过3 000 m的大位移井钻井作业。该井面临着稳斜段长、井斜大、井眼清洁困难、下套管摩阻大等诸多挑战,通过多种技术的应用,成功实施了浅层大位移井X35井。该井完钻井深3 672 m,垂深1 397 m,最大井斜78°,水平位移3 125 m。形成了适合该油田的大位移井钻井作业技术体系,为该油田后续进行同类型井作业提供借鉴。

大型输水管线穿越高速公路施工方案研究与应用

针对某大型输水工程穿越盘营高速公路施工段,面临工期紧、安全性要求较高等因素,研究并实施了混凝土套管顶进、套管内穿钢管的施工方案,取得了较好的效果,既满足了工期要求,同时保证了现有高速公路的安全和稳定,减少了对周围环境的影响。

复杂地层顶驱旋转下套管技术分析

常规的下套管在下套管期间不能快速循环、旋转和上下活动套管。 在复杂的地层可能会发生垮塌、缩径和岩屑沉积等,从而导致下套管失败。 据统计,由于缩径和卡钻造成的非生产时间占整个下套管过程的 49% 。 然而最有效的避免缩径和卡钻办法是钻井液保持循环。 顶驱下套管技术的引进打破了传统下套管施工中的各种难题,把顶驱钻进的优点应用到下套管施工中。 下套管过程中,可以随时循环或者一直保持循环,在不稳定地层下套管可以保持循环,利于井眼的稳定。 顶驱下套管技术提高了自动化程度,降低了劳动强度,提高了下套管施工的安全性和效率。

Cippe:谁掌握技术,谁就将拥有未来

3月27—29日,第十九届中国国际石油石化技术装备展览会(cippe2019)在中国国际展览中心(新馆)举办。展会现场展示的产品数量达万余件,新产品、新技术层出不穷。如中国石油工程技术研究院北京石油机械有限公司研发的“新型顶部驱动钻井装置与顶驱下套管”、杰瑞集团自主研发的“世界首台超大功率固井设备”、吉林油田自主研发的“低成本物联网系统”、中曼铠撒研制的“K-Set纯电坐封工具”等都代表着行业技术的领先水平。