水力密闭式分层化学防砂工具的研制

针对化学防砂在长井段多油层的油水井防砂时缺少可靠的胶筒密封和卡瓦锚定的分层防砂工具的问题 ,研制了水力密闭式分层化学防砂工具。该工具设计了解卡洗砂装置、解封恢复装置、悬挂装置、坐封密闭装置和喷砂装置 ,采用水力密闭坐封、卡瓦锚定、上提管柱泄压解封的结构 ,坐封、悬挂装置与其它装置设计为两个相对独立的运动体系 ,确保了分层工具具有可多次坐封、解封 ,入井不搅动液体以及避免死卡等特点。室内试验和现场试验表明 ,该工具创新性强 ,综合性能安全可靠 ,很好地实现了一次性管柱完成多油层油水井的分层化学防砂施工 ,减少了起下管柱的次数 。

HT高密封性特殊螺纹套管在气井中的应用

由于普通API螺纹套管难以承受高于 70MPa高压气体 ,开发加工了高密封性能的SEAL—LOCKHT特殊螺纹套管。这种螺纹套管的结构特点是 :①端面和侧面为特殊结构密封 ,套管的气密封性能好 ;②采用倒钩螺纹设计 ,提高了螺纹的抗拉和抗内外压能力 ,可防止套管倒扣松动 ;③螺纹结构先进 ,套管插入方便 ,入扣不易错扣 ;④抗过扭矩能力强 ,螺纹联接可靠。室内试验表明 ,该螺纹套管加载 4 32kN ,施加气压 79 9MPa ,气密封良好。 8口井现场应用均取得成功 ,下套管节约 8～ 12h ,节约套管成本 10 %～ 15 % 。

水力喷砂割缝新技术的研究与应用

针对河南双河油田厚油层细分改造中传统酸化压裂工艺应用受到限制的状况,开发成功水力喷砂割缝新技术。其特点是:(1)穿透能力强,明显改善井筒围岩的应力分布,提高油层的渗透率;(2)新型割缝工具可带多对喷嘴,一趟管柱割16对缝,且可不动管柱更换井下喷嘴;(3)新型收缩式定位器定位准确快速,定位后可回收紧缩,防止砂卡管柱;(4)施工参数监测系统的应用提高了工艺质量与水平。该项新工艺在5口油井上做了现场试验,工艺成功率100％,有效率80％,累计增油1486t。

YC—152压裂防砂一体化工具的研制

针对目前疏松砂岩油藏压裂防砂由于受到充填工具的限制,采用2步法施工周期长、作业成本高,而且压裂效果难以保证的难题,研制了YC—152压裂防砂一体化工具。该工具集地层压裂改造和环空充填防砂于一体,主要由坐封装置、高压复合密封组件、锁紧装置、悬挂装置、丢手装置、解封装置和填砂装置7部分组成。携砂液流通通径大,满足4 m3/min排量压裂施工的需要;封隔压力高达35 MPa,悬挂能力700 kN。室内试验和现场试验表明,该工具综合性能可靠,很好地满足了压裂防砂的要求。

PQX—150型炮眼冲洗工具的研制与应用

由于目前用于清洗炮眼作业的反洗井、混气水排或负压排液等方法,无法建立炮眼外循环,不能保证油层纵向上所有炮眼孔道的清洗,为此研制了一种PQX—150型炮眼冲洗工具。这种清洗工具采用上冲洗总成、中间密封总成和下冲洗总成的两个正向一个反向皮碗分隔炮眼,利用冲洗转换总成改变清洗液流通道,从而实现炮眼外循环。通过作业管柱上下移动将油层纵向上所有炮眼循环冲洗干净,井段长短不受限制。经31井次的应用,成功率达96.7％,该工具具有冲洗能力强和冲洗效果好等优点,且结构紧凑,安全可靠,操作简便,易于掌握。

水平井取心工具承托弹簧设计

SP－8100型水平井取心工具，通过液力推进—机械提升装置，在取心结束后实现了内筒随伸缩机构上行，卡板岩心爪封闭内筒的目的，所以适用于未固结砂岩和未成柱岩性地层的取心。装置的核心部件是承托弹簧。通过计算设计的承托弹簧经实验证明达到了设计要求，可满足现场需要。

Z331系列封隔器

油田上目前常用的几种封隔器结构比较复杂，尘封和解封需要一定条件，对井况有特定要求，在实际应用中存在着一些问题。本文介绍了一种新型自封式封隔器，该片隔器采用液压自封原理，取消了封隔器的坐、解封机构和相应的操作。现场试验表明，这种新型封隔器结构简单，使用可靠，具有广泛的应用前景。

胜利油田侧钻水平井井下工具

介绍了几种胜利油田钻井工艺研究院自行研制的用于侧钻水平井施工的系列井下工具（包括套管段铣器、动力钻具、ＰＤＣ钻头、定向接头等）的结构设计及现场应用情况。实践证明，该系列井下工具结构设计合理、现场应用效果显著。

涡轮旋转引鞋的研制与应用

针对目前国内完井管柱下入工具驱使套管下入水平段长度有限,难以到达预定深度,功率消耗过大,容易损坏套管引发事故等问题,研制了水力驱动涡轮旋转引鞋。通过建立涡轮定、转子的三维模型,并导入Workbench软件建立涡轮定、转子中液流流过的流道模型,在Fluent中对涡轮旋转引鞋定、转子的水力性能进行分析,完成结构设计、性能试验及现场试验。试验结果表明:该工具可通过液流循环实现引鞋头旋转,从而进行井壁的修整和井筒的冲洗,并帮助完井管柱顺利下入到预定位置;设计的涡轮旋转引鞋工具完成了50 h寿命试验,满足现场应用需求。所得结论可为水平井与大斜度井完井管柱下入工具的研制提供技术借鉴。

新场气田地应力特征综合研究

压裂改造已成为低渗油气藏开采中不可缺少的环节,为了减少其盲目性,降低储层压裂改造与井网部署的风险,实现油气田的合理开发,必须对储层水力裂缝的形态进行比较准确的预测,而该种预测的前提是对储层当前地应力的充分了解。文章在新场气田地应力区域性背景特征研究的基础上,采用微地震、岩心测试、井下成像等方法综合确定气田目标层段的各地应力分量的方向,并采用声发射、水力压裂法、测井计算等方法综合计算目标层段的各地应力分量的大小值。各种方法计算地应力特征的结果十分相近,表明本次计算结果符合实际地质情况,可用于指导该区低渗油气田的加砂压裂优化设计和井网部署,最终提高低渗油气田的开发水平。

SLYb—8100型取心工具的研制与现场试验

在充分吸收现有取心工具技术特点及国内外同类产品优点的基础上 ,胜利油田钻井工艺研究院研制出SLYb— 810 0型取心工具。该型工具通过设置耐磨、耐温MC尼龙复合材料衬管 ,有效地降低了岩心进筒阻力 ,防止了岩心的堵塞、阻卡 ,提高了取心质量。使用该型取心工具先后完成 9口井的取心作业 ,累计取心进尺 312 72m ,心长 30 2 6 4m ,平均岩心收获率96 8% ,平均单筒进尺 7 4 3m。SLYb— 810 0型取心工具的研制成功是对国产取心工具的进一步完善 ,有效地解决了我国海洋油田中硬地层 ,特别是砾石层。

适用于海底钻机的保压绳索取心钻具设计

以维持保压钻具内天然气水合物稳定性为研究目的,针对现有大口径保压钻具存在钻孔直径大、岩心样品直径小、钻具结构复杂、钻具质量重从而不适用于海底钻机使用工况要求的实际问题,对保压钻具的结构重新进行设计并进行了室内保压试验。结果表明:该小口径薄壁保压钻具的尺寸合理、结构紧凑,能够满足海底钻机使用工况要求;室内保压试验表明当压力维持在10 MPa以下的压力值时,6 h以内压力下降15%左右;而当压力维持在10~30 MPa之间的压力值时,6 h以内压力下降10%。该保压钻具在上述压力区间内使用满足设计和使用要求。

基于电磁-热-结构多物理场耦合的铁心电抗器线圈结构优化方法

以铁心电抗器线圈作为研究对象,以均衡电磁、温升及振动特性,提高金属材料利用率为目的,进行了优化设计。首先采用电磁场-温度场-结构场多物理场耦合有限元方法分析了电抗器线圈的结构参数对电磁、温升及振动的影响。根据分析结果,结合正交试验法对线圈结构进行优化设计,在均衡电抗器电磁、温升及振动特性的情况下使绕组导体用量最小化,获得铁心电抗器线圈的最佳结构参数。为了验证优化设计方法的正确性,将优化前后的模型进行性能比较,结果表明,优化后铁心电抗器线圈的导体用量与优化前相比减少了16.8%,且电感偏差仅为0.6%;线圈的最大温升降低了7.3%,内层线圈的振动位移增加了14.3%,外侧线圈的振动大小不变,满足了电抗器对于电磁、温升及振动的要求。

辽河油田两口侧钻短半径水平井设计与施工

侧钻水平井是开发油田老区剩余油、提高原油采收率的主要措施之一。辽河油田静３１５９ＣＰ（二维井眼轨道）和静３１６７ＣＰ（三维井眼轨道）两口侧钻短半径水平井是国家“九五”重点科技攻关项目中的两口科学试验井，均在φ１７７８ｍｍ套管内开窗，并用φ１５２４ｍｍ钻头钻进，造斜率分别达到０９５°／ｍ和１００°／ｍ（平均值）。静３１６７ＣＰ井的完成标志着在稠油、高凝油油藏中通过套管开窗侧钻水平井的配套技术取得突破。

基于空间特征的线上消费行为空间特征自动分析系统

传统基于方差分析方法的线上消费行为空间特征自动分析系统存在系统吞吐率低的问题,为此设计基于空间特征的线上消费行为空间特征自动分析系统。硬件选择DSP处理核心和ARM处理核心组合成双核处理模式,通过不同的接口实现消费者消费行为特征的采集与传输;软件通过驱动代码实现硬件与软件的连接,计算消费者对于空间特征的所属性和消费行为路径的相似性,完成对线上消费行为空间特征的自动分析。测试结果表明,与传统分析系统相比,设计的基于空间特征的线上消费行为空间特征自动分析系统的吞吐率是传统分析系统的2倍,说明所设计的系统更适合应用在实际项目中。

微心PDC钻头设计及现场试验

为了解决普通PDC钻头形成的岩屑细碎、无法满足岩屑录井,而采用牙轮钻头进尺少、机械钻速低又存在掉牙轮风险的问题,设计了微心PDC钻头。介绍了微心PDC钻头整体结构设计和结构参数优化方法,设计制造了小尺寸微心钻头,进行了室内取心试验和提速试验;结合临盘油田街403井和胜坨油田坨202井实钻地层的岩性特征,分别设计制造了φ215. 9 mm微心PDC钻头,进行了现场试验。室内试验和现场试验结果均显示:该钻头获取的岩屑较大,大小与牙轮钻头产生的钻屑相当,能满足岩屑录井的要求;而且,钻头进尺和机械钻速与普通PDC钻头相当,与牙轮钻头相比有明显提高。研究结果表明,微心PDC钻头可以代替牙轮钻头在岩屑录井井段使用,并能达到提速提效的目的。

ZSQ型绳索式取心工具的研制与应用

介绍了绳索式取心工具的结构特点及工作原理，详细叙述了其在新卫２－１０ 井中４ 次取心的过程、出现的问题及采取的相应技术措施。现场试验表明， 其结构合理、操作方便， 岩心收获率高。

用于极疏松地层的旋转插入式取芯工具研制

目前用于浅层疏松地层的取芯工具,无论是采用机械加压还是采用液力憋压割芯的工具,都需要在取芯钻进过程中维持钻井液的循环。如此,一是极其疏松的岩芯会被钻井液冲走而不能进入取芯内筒,二是极其疏松的砂岩易造成堵芯,堵芯后地面无法判断,岩芯很容易被磨掉,取芯收获率普遍偏低,所取资料满足不了勘探开发的需要。为此,研究开发了一种新式的旋转插入式取芯工具,该工具采用特殊的结构设计,取芯作业时采用不开泵取芯施工,目前已完成了样机设计、加工及室内试验研究。旋转插入式取芯工具的研制可望对提高极疏松地层的岩芯收获率、获全获准地层资料、提升疏松地层取芯技术发挥一定的作用。

田间作业机具综合性能测试系统设计

本文设计了一种山地田间作业机具综合测试系统。该系统采用"嵌入式PC+PAC控制器"的控制结构,数据采集及处理由PAC控制器直接完成,极大提高了数据采集的实时性。处理后的试验结果通过通讯端口直接显示在嵌入式PC上,用户可以直接查看试验结果,并将其保存到外置存储设备中。该系统可用于研究分析农机具在不同作业工况下的作业性能与拖拉机能耗之间的关系。

一种高速加工中心卸刀装置的设计

高速加工中心在加工过程中因刀具发热与主轴前端锥孔冷焊接、操作员违规、程序出错等异常情况使得刀具很难卸载。针对高速加工中心HSK工具系统非正常情况下卸刀问题开展研究,对卸刀装置的强度和可靠性进行计算,利用CAD/CAE软件结合完成卸刀装置设计,绘制了零件图,完成了卸刀装置加工,并对该装置进行了现场试验。通过该装置使用,能有效保护刀具,节省非正常情况下卸刀操作时间,降低企业的生产成本,提高加工效率。