协同三维几何建模动态访问技术研究

为解决协同设计过程中几何模型的动态访问问题,提出一种基于W eb的协同设计环境下三维几何建模动态访问的分布式体系结构、异类CAD系统之间的动态数据交换组织模式。同时,提出一种面向对象的基于优先权限的乐观并发控制协议,保证模型动态访问在各站点操作的执行结果之间的一致性。在这些技术的共同作用下实现了协同三维几何建模动态访问技术,并通过具体实例验证了该技术的可行性。

连续管套管内开窗钻压预测研究

针对目前连续管套管内开窗钻压不易控制,极易造成马达失速损坏,以及窗口质量不理想的现状,以造斜器开窗为对象,采用"纵横弯曲法"对一定结构的连续管开窗钻具组合,在一维井身内的受力变形进行计算机编程计算,结合一些贴近实际工况的切削条件,通过设定马达不失速、钻具按照设定轨迹钻进以及开出高质量窗口3个限制条件,对整个开窗过程中的合理钻压范围进行预测研究。研究结果表明,连续管开窗钻压预测有利于保护钻具以及开出高质量窗口,对现场施工具有很好的指导意义。初始开窗阶段马达易发生失速,应施加较小钻压。

基于数字散斑相关技术的井架应变测量方法

在进行井架承载能力评定时,现有的检测方法存在诸多不足。结合现有计算机图片处理功能,设计了一套基于数字散斑相关技术的井架应变测量方法。与现有的电测法得到的井架应变测量结果对比,基于数字散斑相关技术的井架应变测量方法的测量结果精确、可靠。此测量方法减轻了劳动强度,提高了工作效率,解决了现有井架承载能力评定工作中应变测量方法存在的不足。基于数字散斑相关技术的井架应变测量方法为井架承载能力评定提供一种新的应变测量方法,对更加科学、合理、全面地评定钻修机井架的承载能力具有实用价值。

交流电磁场检测技术的探头激励装置优化设计

利用交流电磁场检测试验台对交流电磁场检测设备的探头激励装置进行优化设计。选取U形磁芯结构的激励方式,对比分析磁芯材料、磁芯结构、激励线圈结构、激励电压等因素对检测效果的影响,完成激励装置的优化设计。使用设计的激励装置对4种尺寸的典型缺陷进行检测,验证了激励装置的检测效果,使裂纹检测的分辨率达到了3mm。

分支井连接段有限元建模与分析

分支井作为一种能够更加有效地开采油气藏的钻井技术,在国内外已经得到普遍推广。然而在应用该技术的实践中也遇到了一些新的难题,井壁稳定性就是其中之一。在前人研究的基础上,采用有限元方法建立分支井连接段的三维模型,综合考虑各向异性地应力,流体对岩石骨架的影响和方位角、倾角变化等,得出连接段附近的应力–应变和渗流场分布规律。并根据摩尔–库仑准则,利用有限元后处理程序图形化了井壁稳定的预测情况。分析结果表明:当支井方位角为90,即与最大水平主应力平行时连接段井壁最稳定;井眼直径和连接段位置深度对井壁稳定性影响较小;后期生产压差过大也会增大裸眼完井井壁失稳的可能性。

损伤缺陷对K型试验井架应力分布影响分析

以K型试验井架为例,用有限元分析方法,对无损伤井架以及存在截面腐蚀、立柱穿孔、斜撑缺失、载荷偏心等损伤和缺陷井架进行分析与对比。结果表明,立柱锈蚀、穿孔或开裂等局部损伤使井架立柱损伤部位应力明显增大,而对井架的整体应力分布影响不大;基础下沉对井架的下部立柱、人字架和斜撑的应力分布有影响,而对其余各层影响不大;钩载偏心对井架各层的应力分布有较大影响,斜撑缺失使井架该位置及相邻层立柱和斜撑的应力明显增大,对其余各层的影响不大。对有损伤和缺陷的井架,除按照SY/T 6236—2008标准进行检测评定外,还应对这些局部损伤和缺陷本身进行安全评定。

局部损伤井架安全评定方法

在役钻机中,井架局部损伤缺陷普遍存在,对此既不能回避,也不能夸大,而应采取科学合理的评价方法进行评定。详细介绍了英国中央电力局对电力设备进行安全评价的CEGB R62001标准,并将其引入到局部损伤井架的安全评定中,给出了评定的步骤,结合所开发的软件给出了评定实例。评定结果表明,对存在局部损伤的井架,应按所介绍的评定方法对损伤本身进行评定,对安全评定缺陷落在非安全区的井架,应立即停用整改;对安全评定缺陷落在安全区的井架,应再按照SY/TG 236—2008标准进行综合评定。该评定方法还可用于其他油田设备和压力容器的安全评定。

基于数字散斑相关法的模型井架测试试验

针对现有井架应变电测法存在劳动强度大、低温环境适应性差、测量点有限等不足,提出了采用数字散斑相关法进行井架检测的思路。在介绍数字散斑相关法的基本原理和试验仪器的基本组成之后,对模型井架的测试试验情况进行了详细介绍。分析结果表明,位移测试结果与计算机模拟结果符合性良好,在修正模型后,位移和应力的模拟结果与测试结果基本一致。认为可以用数字散斑相关法对井架进行检测评价,而且采用该方法能有效发现井架载荷偏心和基础下沉等缺陷,但该方法在推广应用之前还需要做进一步研究和试验。

电磁涡流刹车保护装置设计

针对直流电驱动钻机电磁涡流辅助刹车当前使用的保护系统检测点少及性能不可靠的问题,研制出一种以MCU为核心的多点检测保护装置。该装置能可靠地采集电磁涡流刹车和强冷水罐上3只温度传感器的温度值、冷却水入口处管道上电磁流量计的瞬时流量值,经分析处理后,输出控制、报警、显示并传输给上位机。现场试验中,这种双温及多点位检测和数据比较的智能控制方式检测及时、准确,控制灵敏,能有效避免电磁涡流刹车因水位低、水流量小与水温高而发生刹车设备损坏和功能失控等钻井事故。该装置的研制成功对于其他类似刹车系统的设计具有一定的参考作用。