一种新型多级分段压裂自动投球器

投球压裂是页岩气水平井分段压裂改造的常用技术,目前的投球器存在着压裂球尺寸小、投球数量有限、结构过于复杂、适用性差等问题,不能满足页岩气井大通径、小间距压裂作业的需求。为此,设计出了一种转板式大通径井口自动投球器,该投球器上端设置储球筒,下端的底座内部布置投球机构,通过驱动电机控制投球机构实现逐个投球的功能;采用FEM(有限单元法)对该投球器的投球过程进行碰撞分析,通过任意拉格朗日欧拉(ALE)网格自适应方法和耦合的光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)方法进行仿真模拟和样机实验。研究结果表明:①投球碰撞在转板上边缘处产生最大的等效应力、等效塑性应变和位移,产生的最大应力在600 MPa左右,小于42CrMo的屈服强度930 MPa,满足强度要求,并且具有一定的安全余量;②样机成功实现了投球直径介于64～108 mm、投球级差为4 mm的12级分段压裂连续投球测试。结论认为,该投球器操作简单、适用性广,可有效满足页岩气水平井多级分段压裂工艺的需要。

连续分层压裂投球器的研制与应用

不动管柱连续分层压裂作业时没有高压大直径的投球器,投球打滑套时必须停泵从井口投钢球,存在施工和安全风险。鉴于此,研制了连续分层压裂投球器。该投球器可在带压70MPa条件下,通过远程控制投15个直径20-75 mm的钢球,测球器检测钢球投入情况,确保每次只能投入1个钢球,实现不停泵连续施工。现场6口井的应用结果表明,连续分层压裂投球器可按照预定的程序,顺利在每层压裂作业时准确投球,测球计球无误。该产品的成功研制提高了不动管柱连续分层压裂作业的安全性。

投球调剖原理在注水井配水方面的应用

提出了一种油田注水井控制水量的新方法 ,它是通过投入注水井的调剖球选择性封堵炮眼达到控制全井水量的目的。该方法改变了通常的地面控水的方法 ,充分利用了注入水的势能 ,改善了吸水剖面 。

喷油器动边界条件下球阀空化效应数值分析

利用计算流体力学(CFD)软件,基于大涡模拟(LES)模型,对球阀及阀座处的空化效应进行了动边界条件下的数值计算,并分析了不同轨压和不同工作脉宽对空化效应的影响.结果表明:球阀开启时刻,空化初生于球阀与阀座密封环面附近,随后空化迅速增强;球阀开启期间,球阀腔内的空化状态分为剧烈和相对平稳的两个阶段;在轨压为70、115和160 MPa的工况下,第一阶段的持续时间逐渐增长,分别为0.72、1.16和1.42 ms,且腔内整体空化的区域和强度均有所增强;在不同轨压下,阀座面上密封环面及稍下游位置是空化最严重的区域,随轨压的升高该位置的平均蒸气体积分数分别为0.643、0.757和0.777;工作脉宽越短,平均空化程度越高.

焊接热裂纹与母材晶粒粗大的关系讨论

该文就电磁喷油器针阀部件的焊接缺陷进行了探究,并利用金相分析的方法,进行了深入细致的研究,最终找到了缺陷产生的原因。从而指导企业对材料订货规范的技术要求进行了改进,提高了产品的合格率。

汽油机电控喷油器的结构改进研究

为进一步提高电控喷油器生产效率,以某喷油器结构为对象分析钢球阀座运动组件的限位原理,并设计出一种新的钢球阀座配合结构。建立该电控喷油器的流体域三维有限元模型,并利用Fluent软件对结构改进前、后的内部流场进行分析验证。结果表明,改进后的钢球阀座结构能满足喷油器的流量特性要求。且实际加工试验表明,新型钢球阀座结构更适用于批量化生产,机械加工周期缩短9.5%,在满足性能前提下提高了生产效率。

自动进样器的误差分析

本文根据自动进样器的机械结构和控制方式,对其进行了进样误差的分析,其误差主要来自于步进电机的步距角误差、同步带传动误差、滚珠丝杠传动误差、进样器自身的制造误差以及进样过程中空气压缩的影响,并对其中可控的误差提出了解决方法.最后,得出进样器进样过程中可能产生的最大误差计算公式.

远程控制堵塞球投球器研制

针对堵塞球分层压裂中作业者对堵塞球投球器(堵塞球释放设备)的装球容量和投球速度等提出的更高要求,研制了新型的远程控制堵塞球投球器。该投球器主要由三通主体、球筒、传送总成、指示器和控制箱组成。传送总成采用压力平衡结构,气动力即可推动传送总成在高压液体中投球。试验结果表明,远程控制堵塞球投球器功能满足现场工况要求,与常规堵塞球投球器相比,具有投球快、装球量大、成本低、使用维护方便等优点。

一种新型分层压裂连续投球检测装置的设计方案

堵塞球分层压裂技术是一种重要的水平井多级分层压裂技术,它主要用于层间间隔小、不能用封隔器分卡的油气层中。随着堵塞球分层压裂技术的不断发展,对其使用的井口配套装置——分层压裂堵塞球投球器的要求也越来越高。为此,在概括现有投球器优点与缺陷的基础上,提出一种新型分层压裂连续投球检测装置的设计方案,该新设计的装置克服了现有技术的不足,解决了投球过程中投球检测不完善、投球精度差、一次误投多个球、封堵球被液体冲入阀门腔等问题,有效地提高了水平井多级分层压裂的效率。

大型水平井压裂可视化投球装置控制系统开发及应用

针对大型水平井分段压裂施工中手工投球作业存在人身安全隐患问题及投球不到位等问题,开发了可视化投球装置控制系统。介绍了投球装置概况、控制系统的软件开发、系统通信及现场应用情况。控制系统具有投球作业全流程监视、自动投球作业、故障诊断自动解除等功能。可视化投球控制系统具有运行稳定、安全可靠、操作简便等特点,降低了人工成本,为大型水平井压裂成功提供了可靠保障。

140 MPa电驱自动计数远程投球器的研制

投球器是实施暂堵转向工艺的关键设备之一,针对现有投球器承压能力低、装球数量少、不能投放低密度暂堵球、无法定量精准投球等缺点,研发了140 MPa电驱自动计数远程投球器。该投球器由机械本体、远程控制箱和遥控器3部分组成,远程控制箱具有无线传输模块,可在仪表车内远程操作投球器,完成定量精准投球,同时该投球器具有手动投球功能。经室内和现场测试,该投球器可实现承压能力,装球数量大幅提升,可实现多次精准投球,同时可投放低密度球,运行安全可靠。