定位格架对铅铋堆燃料组件热工水力影响的数值研究

铅铋合金(LBE)作为冷却剂的快堆是第四代核能系统的主要堆型之一。燃料组件的定位格架是燃料棒束的定位结构,同时对燃料组件的热工水力性能也有重要的影响。本研究首先对板翼型格架组件的热工水力特性进行数值模拟,并通过与实验对比,验证了模拟方法的有效性;其次对板翼型、双翼型、单板型三种定位格架组件的热工水力特性进行了数值模拟。结果表明:流经不同格架造成LBE的最高温度位置不同,双翼型、单板型格架组件LBE温度分布更为均匀;格架的翼和板(翼)的中间区域会使对LBE温度均匀起到一定作用的横向速度叠加抵消,单板型格架无此情况;对于格架造成的局部压降,单板型格架阻力系数最小。综合考虑,单板型格架组件的热工水力性能最佳。

兴9-12X井“凸”形井眼固井实践

兴9-12X井二开钻至井深4 312 m处下入φ177.8 mm套管,至井深3 769.93 m时套管被卡死,被迫在套管未下到设计井深的情况下固井,下部留有φ241.3 mm井眼542 m,决定三开用φ152.4 mm钻头钻至井深4 405 m后,下入φ127 mm尾管对φ241.3 mm井眼进行补救固井,形成了上部井眼小、下部井眼大的"凸"形井眼,给保证固井质量带来了极大难度。通过采用高黏度钻井液携砂,特制φ127 mm×φ210 mm异型全焊接弹性套管扶正器,使用大量前导低黏度、低切力钻井液稀释、冲洗大井眼内"死"钻井液,用黏性隔离液顶替大井眼内钻井液,实现"黏性推移"的塞流顶替及"稠浆慢替"等技术措施,使水泥浆返到了喇叭口,固井质量合格,其中3 996～4 322 m井段固井质量优质。

Thingadong-1复杂高压气井大尺寸套管固井技术

Thingadong-1井是缅甸D区块上的一口预探井,在钻至井深1 712.32 m处时发生了气侵溢流,用密度为1.48 g/cm3的钻井液建立了井下压力平衡。电测解释有水层14套、含气水层19套、气水同层1套、二开井底气层1套(裸眼测试)。下套管结束后循环钻井液时发生了失返性漏失,低排量间断性地泵入堵漏浆264 m3后静止堵漏46 h,堵漏成功(未验证井下承压能力)。施工后的水泥浆在失重状态下,气侵、水窜等因素易影响固井质量。应用低黏度、低切力先导钻井液,加重隔离液,微膨胀、非渗透、多凝阶梯密度防漏防气窜水泥浆体系等技术措施,完成固井施工作业。在施工中漏失5 m3水泥浆,随着水泥浆的漏失,浆体中的橡胶堵漏剂和纤维堵漏剂发挥了防漏堵漏效果。产层段封隔优质,满足了测试要求。

利用流变学设计提高固井质量

固井方案设计过程中,浆体的流变参数是重要指标,但是实际操作时,都是笼统计算,很少有单位或者学者进行精细流变学设计,从流变学入手提高固井质量的研究更少。通过现场实践发现,基本情况类似的井眼,采用不同流变参数的浆体,固井质量差异性较大。针对该现象,结合紊流临界排量计算公式,经过流变学计算,发现了在相同井眼情况下,浆体流变参数与临界顶替排量的关系,以及相同的流变参数下,不同井眼情况与临界顶替排量的关系。通过上述发现,摸索出了降低固井紊流顶替临界排量的关键点是合理调节浆体的流变参数、密度以及控制井径和优选套管尺寸等,在密度、井径和套管尺寸无法进行调节的基础上,进行了流变性计算与研究。经过现场应用10口井,通过采取将前置液的流变参数降低到合适范围的方法,取得了固井质量全优的效果。