Shaffer旋转防喷器现场应用工艺研究

Shaffer电控旋转防喷器采用了PLC程序化控制,其使用安全系数高、操作人性化和安装使用方便的优点在国外已经得到了普遍认可,其智能化的控制功能必将成为普通防喷器今后设计和发展的趋势。但这些优点在国内使用时却得不到显现和认可。作者在对Shaffer旋转防喷器的国内现场使用情况进行调查研究的基础上,制定了Shaffer旋转防喷器现场应用"一高二低三定"六字作业法,使其设计优点得到了充分展现,有效规避了一些现场故障,大大提高了其使用经济效益。

Shaffer旋转防喷器液压泵站故障诊断及配件国产化研究

简要介绍了Shaffer旋转防喷器液压泵站的构成及技术特性。给出了液压系统的故障诊断方法。根据各种诊断方法的特点及该系统的作业工况,采用合适的诊断方法对该液压泵站的液压系统进行故障诊断。对设备的部分配件进行国产化,可降低其使用成本。通过该研究可以及时的排除液压泵站的故障,保证欠平衡钻井作业的正常运行,不仅缩短钻井周期,降低钻井成本,提高经济效益,更重要的是为其它所应用的大型液压设备的故障诊断打下坚实的基础。

调整井控压钻井专用旋转防喷器的研制

为了满足调整井控压钻井低成本推广需要,研制了一种专用旋转防喷器,其功能完善、结构紧凑,整机高度仅为840mm,满足15钻机或常规30钻机实施调整井控压钻井的需求。本文详述了该装备的组成和工作原理,介绍了该装备的技术特点,对同类设备的研发具有一定的指导意义。

基于ABAQUS旋转防喷器胶芯的非线性有限元分析

旋转防喷器(RBOP)是欠平衡钻井中必不可少的安全保障设备,其中胶芯是旋转防喷器(RBOP)的关键部件和密封单元,其密封性能决定了旋转防喷器(RBOP)的密封能力。研究了旋转防喷器胶芯的工作机理及故障,依据国家标准和专利建立了胶芯的三维模型。通过分析研究,选择了适合胶芯材料的本构模型Yeoh模型,通过橡胶材料的单轴拉伸试验所获得的实验数据,使用ABAQUS软件拟合出本构模型的待定系数;在ABAQUS软件中建立钻杆与胶芯接触的三维力学模型,研究计算在不同井压下,钻杆与胶芯之间的接触压力大小和变形情况,得到了不同井口压力下,胶芯密封压力的变化规律——当井口压力逐渐增加时,胶芯内锥面开始发生变形,变形随压力的增加而增大,同时,内锥面和主密封面接触发生应力集中的现象;分析了井口压力为0时,钻杆接头通过胶芯内孔时,胶芯接触压力情况,得到了接触压力在胶芯内锥面各个节点的变化规律,为胶芯的失效分析和设计制造提供了理论依据。

旋转防喷器外壳体的有限元分析与优化设计

针对国外生产的一款旋转防喷器,使用三维造型软件中望3D建立该型号旋转防喷器的三维实体模型;将底座外壳体三维实体模型导入ANSYS软件中,通过有限元分析,求解出了外壳体的应力强度分布情况,设定两条路径分别进行等效线性化,获得了两条路径上的一次整体薄膜应力、一次局部薄膜应力、一次弯曲应力、二次应力和峰值应力,校核了旋转防喷器底座外壳体的强度;通过ANSYS WorkBench仿真平台对底座外壳体进行了优化设计,获得了底座外壳体的优化参数。

旋转防喷器试验装置机架可靠性分析及试验

旋转防喷器是钻井过程中用于控制井口压力的关键设备。它允许钻柱在承受井筒压力的情况下进行旋转和轴向移动,以确保钻井作业的安全。鉴于其在钻井安全中的重要性,旋转防喷器的产品质量至关重要。为此,必须对旋转防喷器进行严格的出厂检验。在检验过程中,试验装置的机架作为核心组成部分,其可靠性对于旋转防喷器的动态模拟试验至关重要。文章详细阐述了机架的设计过程,包括许用应力分析、焊缝强度分析、立柱强度校核以及整体强度分析,以确保机架的可靠性。通过这些计算和分析,确定了机架的最优结构参数。此外,通过应力测试、无损检测以及承压起下钻寿命试验,验证了机架设计的承载能力和稳定性,从而确保了旋转防喷器试验装置的高效性和准确性。这些措施共同保障了旋转防喷器在实际应用中的安全性能。

DQ220型旋转防喷器旋转总成的改进设计

控压钻井技术应用日益增多,对旋转防喷器的需求量大幅增加。由于应用环境条件多样,因此需不同类型的旋转防喷器满足多样地使用要求。大庆钻探DQ系列及近年引进的旋转防喷器虽然有效满足业务增长需求,但在实践中依然存在通径小,内部轴承易损坏,使用高度过高的问题。因此,结合现场需求,通过优化设计,在DQ系列旋转防喷器的基础上改进设计了通径220mm,使用高度1700mm,承压等级提17.5/35MPa级别的DQ220型旋转防喷器。有效提升了钻具通过性,提高了偏心的适应性,解决了安装空间不足的问题。

旋转防喷器泥浆伞的设计及优化分析

针对旋转防喷器安装及使用位置引起的钻台面泥浆下落污染井口设备问题,设计了分体式的泥浆盒构成旋转防喷器泥浆伞,用来承接并排放钻台流淌下的来的泥浆和污水。分别选用钢板厚度2mm和5mm参数进行旋转防喷器泥浆伞的建模,采用有限元方法分析了两种钢板厚度下的泥浆盒在自身重量和工作载荷作用下的受力及变形情况。分析及优化结果表明,可以采用2mm板作为泥浆盒的主体,仅满足承载要求还可以有效减轻泥浆盒的重量,同时提出在加工工艺上采用抛丸硬化工艺来提升薄板的强度。

一种新型主动密封式旋转防喷器的研制

为了实现胶心开关和密封压力灵活可控,延长胶心的使用寿命,增强旋转防喷器的旋转密封性能,研制了一种新型主动密封式旋转防喷器。该防喷器核心密封部件设计为一种参数指标更优、尺寸更小、受压载荷更小的油压收缩主动补偿式组合胶心。通过室内模拟试验,胶心密封性能得到彻底完善,达到驱动液压油无压降,无可见渗漏的效果。现场应用结果表明,该防喷器性能可靠,装卸快速,降低了现场操作人员的劳动强度,使用寿命大大延长,满足欠平衡钻井现场作业要求。

影响旋转防喷器动密封寿命的因素分析

旋转动密封现场使用的效果除了受到自身设计的的限制外,还受到很多外在因素的影响。从旋转动密封的密封机理出发,分析密封失效原因,重点从动密封密封面产热和受力的角度来分析影响密封寿命的诸多因素,指导旋转防喷器的正确使用,并且为旋转防喷器旋转动密封的优化设计提供参考。

DQX-Ⅱ型低压旋转防喷器的研制与应用

为了进一步促进欠平衡钻井技术的发展,推进旋转防喷器产品系列化,开展了DQX-Ⅱ型低压旋转防喷器的研制。该防喷器采用双胶心结构,上胶心起扶正、减震作用,下胶心起密封作用,弥补了目前欠平衡钻井导流头使用单胶心的不足;此外,上、下胶心全体安装在壳体内部,进一步增强了扶正效果。还采用了滴油润滑设计,能够有效提高胶心的密封效果,延长胶心的使用寿命。室内模拟试验与现场试验表明,该防喷器在使用过程中运转正常,性能可靠,可操作性强,效果良好,达到了设计要求,能满足低压欠平衡钻井的需要。

XZ-11-05型旋转防喷器

针对油水井大修过程中井口没有可靠的密封装置，许多高效率的工艺无法正常实施的问题，胜利石油管理局采油工艺研究院研制出一种能可靠密封旋转钻具和油套环空的XZ-11－05型旋转防喷器。这种旋转防喷器采用新型材料胶心及独特的内部和外部结构，具有安装使用简单、胶心更换容易等特点。给出了防喷器的主要结构参数和性能参数，介绍了工作原理与结构特点，总结了现场的应用效果。实践表明，XZ-11-05型旋转防喷器旋转平稳，过接箍性能良好，能可靠密封方钻杆。

浅谈我国旋转防喷器技术的现状与发展

介绍了我国旋转防喷器技术的发展现状,分析了几种不同类型旋转防喷器的结构特点,指出旋转防喷器的发展方向及其与国外同类技术之间的差距。

Williams高压旋转防喷器国产化要点浅析

旋转防喷器是欠平衡钻井的关键井控设备之一 ,现文以Williams 710 0型高压旋转防喷器为例 ,分析了其壳体总成、旋转总成以及钻具密封的设计分析要点 ,旨在推动该装置的国产化进程。

钻井旋转防喷器冷却系统改进

钻井旋转防喷器是空气钻井技术的随钻旋转防喷设备,装置工作时,轴承腔内润滑油压力是随着环空压力增加动态增加的,此状态下,轴承和密封件在旋转高压高温下工作,轴承组及密封件产生大量热量威胁密封件的可靠性。原冷却机构不能有效带出内部生热,造成上油封处密封损坏严重。通过室内研究,改进后的冷却机构增加了冷却介质与钻井旋转防喷器发热部位的接触面积,解决在非常规润滑密封时,旋转、高温的工况下装置的密封问题,从而保障钻井旋转防喷器的可靠运转。

对Williams高压旋转防喷器用胶芯的分析研究

通过采用有限元软件Marc进行分析 ,揭示了Williams 710 0型高压旋转防喷器用胶芯的工作特性 ,探讨了胶芯的结构、材料、制造等相关技术 ,提出相应的解决方案 ,为进行胶芯的研制提供参考。

一种新型钻具密封结构的旋转防喷器的设计研究

在欠平衡钻井过程中,胶芯是旋转防喷器的核心密封元件。针对旋转防喷器密封胶芯极易损坏的情况,本文在收集分析国内外有关旋转防喷器的设计、分析、计算、使用等资料的基础上,结合国内目前在用的旋转防喷器存在的一些问题,开发了具有新型钻具密封结构的旋转防喷器,解决了目前旋转防喷器密封装置中存在的问题,为进一步改进国产旋转防喷器的工作性能,优化旋转防喷器的结构,提高旋转防喷器的研发水平提供了理论依据和方法。

旋转防喷器总体方案设计与评判

旋转防喷器作为钻井的必要设备,为了使设计人员在不同的工况下设计出性价比更高的设备,文章首先对静压35 MPa动压17.5 MPa高压旋转防喷器进行了功能分析,将旋转防喷器分解成8个功能元,着重对易使产品失效的密封胶芯功能元和旋转动密封功能元进行研究;对轴承润滑、轴承冷却、锁紧装置等功能元进行改进和选择;然后提出多种组合方案;最后采用模糊综合评判的方法综合考虑设计水平、占地面积、工作性能、制造成本、维修费用和使用寿命并对不同的方案进行了评价。计算结果表明,当旋转防喷器的参数为液压控制锁紧、高压油润滑、改进后水冷或油冷、Kalsi密封和双胶囊交替工作液动锁紧时具有较好的综合性能。该研究对高压钻井旋转防喷器的改进设计和研究具有一定的指导意义。

旋转防喷器高压旋转动密封技术的探讨

旋转动密封是欠平衡钻井旋转防喷器中的主要部件 ,从可靠性和经济性来讲 ,它一般为限制性部件 ,其影响设备的整体性能。现文通过对高压旋转动密封技术发展的回顾及应用现状分析 ,提出了在欠平衡钻井旋转防喷器中应用 Kalsi高压旋转动密封技术的可行性 。

DQ-Ⅲ型旋转防喷器新大通径总成的设计与室内试验

阐述了旋转防喷器总成用途与作用,它是欠平衡钻井中的重要核心部件,是核心关键。介绍了在现阶段将旋转防喷器总成中心管等部件重新设计,在尺寸不变的情况下内径增加,可以使新型的5-1/2″的钻杆无碍通过,并重新简化架构,可以适应更多的井上情况,经现场试验验证满足油田应用条件。