等井径钻井技术概述

等井径钻井技术可解决深井、超深井及复杂井的钻遇问题,在不损失井眼尺寸和不影响后续钻井作业的情况下,可降低钻遇风险并改善井身结构,同时能确保目的层的顺利钻达。阐述了等井径钻井技术的最新发展动态,国外已成功实施的现场先导性试验及其施工工艺、配套工具,国内已开展了相关技术研发并完成了关键工具的室内台架试验;介绍了该技术的关键在于膨胀管管材及连接方式的研究、施工工艺及配套工具的研发;分析了该技术在节约钻井成本、提高钻井作业安全可靠性、保护资源和环境等方面的技术优势和较好的市场应用前景;指出该技术与大位移钻井(ERD)技术联合应用,将会大幅度地加快钻井工程的发展进程。

不间断循环钻井系统

不间断循环钻井系统是世界钻井界近年来出现的一项新技术,该系统可以在接单根或立根期间保持钻井液的不间断循环,能够有效解决窄钻井液密度窗口的钻井问题。概述了不间断循环钻井系统的优点、作用及技术发展历程,论述了系统的结构组成及工作原理。不间断循环钻井系统为复杂井尤其是窄钻井液密度窗口井钻井提供了一种有效的解决方法,具有广阔的发展前景和市场空间。

连续循环钻井系统动力钳的结构设计

连续循环钻井技术能够在接单根(或立根)和起下钻期间保持钻井液的连续循环,在整个钻进期间实现稳定的当量循环密度和不间断的钻屑排出,提高复杂地层的钻井安全性。在介绍连续循环钻井系统组成和工作原理的基础上,对连续循环钻井系统的关键部件——动力钳进行了结构设计,并分析了动力钳研制的技术难点。介绍了动力钳各部分的结构、工作原理和设计要求,并对动力钳在现场试验中存在的不足进行了改进,改进后的动力钳在大港油田再次试验时状况良好。研究结果可为连续循环钻井装备的研究提供参考。

数值模拟法在膨胀套管修复套损井技术中的应用

为了分析膨胀套管在套损井修复过程中的应力、应变及残余应力情况，剖析膨胀过程中管材内部变化规律，利用ANSYS软件建立了膨胀套管在套损井修复应用中的有限元模型，优选模型的边界条件，进行模型的数值模拟分析。数值模拟结果直观地反映了管材膨胀过程中的应力一应变情况，结合实验室台架试验及现场施工，总结出可在制管、套管膨胀和后处理3个阶段采取有效措施消减残余应力；膨胀套管在高压液体作用下发生二次形变后，内径尺寸比膨胀锥的外径单边增加0．9～1．3mm，据此修正了膨胀锥、膨胀套管和原套管尺寸间的经验公式。在华北油田京708井采用膨胀套管技术修复套损井，施工完成后，产油量增加，含水率降低，达到施工要求，表明膨胀套管补贴套损井技术的有限元数值模拟分析符合油田现场施工的需求。

基于dSPACE的频率特性测试系统的研究

针对目前伺服系统频率响应特性测试试验的要求,在简介频率响应特性测试的原理的基础上,提出了一种基于dSPACE的频率响应特性测试系统的软硬件组成,重点论述了该系统利用Simulink中的S-Function实现测试信号生成的手段以及利用dSPACE中的实验软件ControlDesk获取采样数据的处理方法.该系统具有简单快捷、配置灵活、节约成本的优点,可以替代价格昂贵的传统的频率特性测试仪和信号发生器.应用结果表明,该测试系统经济可靠,测试精度高,能够满足伺服系统频率响应特性测试的要求.

基于GPS的计算机图像跟踪摄取系统的研究与设计

基于GPS的计算机图像跟踪摄取系统是一个集跟踪、记录运动目标轨迹、实时图形传输的多功能装备,实际上是一种全数字的小型经纬仪系统,其主要用途是飞行目标的外弹道跟踪和实况记录;本着"适用、可靠、先进、经济"的原则,系统采用了成熟先进的数字化技术,实现了设备的集成化和小型化,确保了系统的高可靠性;经实验验证,系统达到了设计要求,具有很强的鲁棒性,对该系统的研究具有重要的理论研究意义和实际应用价值。

比例方向阀控船舶操舵系统压力冲击抑制

船舶比例方向阀控液压操舵系统中,比例阀换向时将产生压力冲击,对液压系统及船舶本身均带来不利影响.针对某船的液压操舵系统,在AMESim中建立了比例方向阀及操舵系统模型,进行了压力冲击仿真,并与实验压力曲线进行了对比,确定了模型的正确性.在此基础上进行了降低比例方向阀换向冲击研究,采用放大器输出电流优化方法,确定了输出电流为抛物线形时阀换向压力冲击较低.实验研究结果表明:采用AMESim建立的比例方向阀控操舵系统压力冲击仿真模型与实际系统基本符合,优化电流法降低压力冲击效果明显.

电机泵阀作动系统的分级压力控制及效率分析

针对飞机作动系统中效率较低,发热严重的情况,分析了电机泵阀并联协调控制作动系统中系统压力与系统效率的关系,提出了采用分级压力节能控制,即对电机泵组和阀控单位设定不同的最高压力,并根据作动系统的要求来确定系统采用的控制单元;用AMESim软件进行仿真验证和分析.结果显示,采用分级压力控制系统的发热量分别为单独高压阀控制和电机泵控发热量的27.9%和34.1%,明显地降低系统温升,减少了系统的发热损失,提高了系统的效率,从而增加了系统的寿命,保障了系统的安全性和可靠性.

钻进控制模拟系统及控制算法的设计与试验

为了深入研究钻进控制机理,建立由计算机、信号检测与处理模块、钻机主体、动力站和比例电磁阀等主要构件组成的钻进控制模拟系统.利用传感器、信号处理电路、PCI接口板和数据分析软件等,解决了钻进参数实时检测、采集和数据处理等技术难题.在此基础上,尝试采用改进的PID和Fuzzy-PID算法对给进力、转速和钻速等进行闭环控制.试验结果表明,钻进控制模拟系统动态响应快,控制精度高,抗干扰能力强,最大控制误差约为10%,系统具有良好的监测和控制钻进参数与钻进过程的能力.

航空泵加速寿命试验台功率回收率的分析

航空泵加速寿命试验具有试验时间较长及功率消耗多的特点,针对这类问题,提出了采用基于功率回收原理的机械补偿功率回收方法来节约能源;研究了试验系统实现功率回收必须满足的流量匹配条件;从理论上推导了功率回收率的计算公式;分析了影响系统功率回收率的因素.通过试验方法,验证了不同的工况下功率回收率的影响因素,并且分析了功率回收率的实际值与某工况下的理论计算值存在差距的原因.研究结果表明:该类功率回收方法显著降低了加速寿命试验过程中的功率损耗,具有显著的节能效果.

电机泵阀协调控制作动系统的建模及仿真

飞机作动系统的性能直接决定飞机飞行品质,电机泵阀协调控制作动系统相比于其他协调控制作动系统具有显著的特点,它是一个电机、泵和阀3者参数均可调节的功率电传电液作动系统。由于系统的复杂度,对整个系统建模和仿真具有一定的难度。利用AMESim软件分别对电机、泵和阀控系统进行建模仿真,并根据得到的结果对模型的关键部分进行合理简化,从而得到精确的简化模型,为对整个系统进行数学分析提供参考。

实体膨胀管数值模拟及膨胀锥锥角优化设计

选择了一种实体膨胀管,对其不同锥角时的膨胀过程进行了详细的数值模拟,研究了膨胀锥锥角与膨胀压力、压力波动、膨胀后半径及轴向缩短量的关系,以期为膨胀锥的优化设计提供理论参考。建模时采用非线性有限元分析软件ABAQUS,膨胀锥为主面,膨胀管内壁为从面。结果表明,随着锥角的增大,膨胀压力和启动压力都逐渐增大,轴向缩短量随着锥角的增大而减小,锥角为15°时膨胀管轴向缩短量约为总膨胀长度的1.7%,综合膨胀压力、膨胀后半径及压力波动,比较理想的膨胀锥锥角为15～17°以及22°。

12000m钻机盘式刹车系统的研制与应用

由于12000m钻机刹车系统的可靠性和安全性尤为重要,所以研制了一种安全可靠、技术先进和适合现场使用的12000m钻机盘式刹车系统。该盘式刹车系统的技术参数根据12000m钻机绞车的主要技术参数确定,还创新性地采用了刹车间隙自动调节机构、刹车片自动回位装置等技术,有效地解决了刹车间隙自动调节问题和刹车片的偏磨问题,提高了刹车系统的安全性。在川科1井的应用表明,该盘式刹车系统运行状况良好,安全可靠。

连续管测井机滚筒总成结构设计

为解决水平井测井作业难题,最新研制了一种经济、安全、有效的连续管测井机。介绍了连续管测井机滚筒总成的结构组成和工作原理,对滚筒总成的主要零部件进行了分析计算和结构设计。滚筒总成以其独特的分体双半轴结构,满足了井下测井数据信号传输和液体循环需要,适用于连续管测井机和连续管作业机中。所用的分析和设计方法亦可对连续管装备的研制和设计提供分析和参考。

API偏梯形套管螺纹接头极限抗拉能力分析

采用解析方法研究了偏梯形套管螺纹接头的极限承载能力。根据变形协调原理,假设在变形过程中内、外螺纹在接触点处始终保持接触,将螺纹齿简化为梁模型,运用弹塑性力学、接触力学的理论,计算出API偏梯形套管螺纹接头在机紧装配、拉伸载荷工况下的弹、塑性极限承载能力及应力状态。分析总结了上扣扭矩和拉力对偏梯形螺纹连接强度的影响。

内外压对套管接头极限承载能力影响

为研究石油套管接头极限抗内压和抗外压能力,运用弹塑性力学基本知识,采用解析方法将套管和接箍简化为过盈装配的组合厚壁筒,从理论上分析并计算出API偏梯形套管螺纹接头在机紧装配、拉伸、内压、地层外挤压力等载荷工况下的弹塑性极限承载能力及应力状态。分析并总结了内压和地层外挤压力对偏梯形螺纹连接强度的影响。