含表面双裂纹的钻杆管体断裂性能研究

钻杆刺漏是钻杆在服役过程中最常见的失效形式,而钻杆表面裂纹的扩展是钻杆发生刺漏的直接原因。为更有效地评估钻杆表面含有多条裂纹时的安全性能,以某超深直井G105钻杆井口段为研究对象,建立管体外表面双裂纹有限元模型,分析了拉扭载荷下裂纹间距、次裂纹尺寸以及走向对环向主裂纹前缘J积分的影响。结果表明:轴向排列的环向次裂纹是相对最安全的,可大幅消减钻杆主裂纹前缘的J积分;环向排列的环向次裂纹相对最危险,可大幅增大钻杆主裂纹前缘的J积分;轴向次裂纹可增大钻杆主裂纹前缘或部分前缘的J积分,但增幅相对环向排列的环向次裂纹来说要微弱得多。次裂纹对主裂纹前缘J积分的影响强度随两裂纹间距的增大或次裂纹尺寸的减小而减小。因此在对含表面双裂纹的钻杆进行分析时,在次裂纹尺寸较大且距离较近的情况下应考虑次裂纹的影响;在次裂纹尺寸较小或距离较远时则可忽略次裂纹,将模型简化为单裂纹钻杆模型进行分析。

计算机硬件及网络技术在物联网通信中的应用与研究

物联网集成了传感器、WiFi、ZigBee、TD-LTE等软硬件资源,形成了一个万物互联网的数据通信、共享网络,已经在物流运输、仓库管理、电力通信和金融证券等领域得到广泛普及和使用,促进了人类社会的信息化、智能化、自动化和共享化,取得了显著的应用成效,具有重要的作用和意义。

双层喷嘴提升管油剂间传质传热特性研究

良好的相间传热与油雾蒸发效率是提高提升管内油剂之间催化裂化效率的关键。为了研究双层喷嘴提升管内油雾的传质传热与混合特性,采用SCDM软件建立了双层喷嘴提升管几何模型,并基于颗粒完全流态化理论,采用颗粒随机轨道模型对离散相油雾液滴轨迹进行追踪,模拟了提升管内油剂分布与传热规律。研究结果表明:提升管轴向位置0.6~0.8 m区段内温度和油雾蒸汽体积分数沿径向分布变化最大,温度呈现边壁高、中心低的“U”形分布,体积分数呈现边壁低、中心高的“环-核”分布,最后在提升管轴向位置0.8 m以上温度逐渐不变,稳定在620 K左右且分布均匀,油雾蒸汽体积分数稳定在0.7左右;在轴向位置0.7~0.8 m区段内油雾粒径变化剧烈,平均粒径最大值出现在轴向位置z=0.75 m的径向截面,在此区段内最不利于油雾催化裂化;副喷嘴应当安装于主喷嘴下方0.5 m处,此时催化裂化效率最高。所得结论可为双层喷嘴提升管的结构设计提供基础数据。

井下安全监控系统现场试验及应用

井下安全监控系统可通过实时采集钻进过程中各种地面信息、井下信息来对钻井风险进行预测,并且自动给出消除风险或降低风险的建议,能够有效降低复杂事故时率、提高钻井时效。分别从原理样机功能试验、实现定型试验、效果验证试验等3个阶段对井下安全监控系统现场试验及应用进行深入探讨,得出结论:该系统可有效提高深部复杂地层钻井条件下高风险井、高成本井的安全钻井水平,安全可靠,打破了国外在这一技术上的长期垄断,填补了国内技术空白。

油气工况下提升管出口旋流快分系统性能的数值研究

为促进旋流快分(SVQS)系统的工业应用、准确评估其性能,参照国家标准设计了一系列不同密度、黏度的油气模型,并采用商用软件FLUENT 2019 R3对一套Φ600 mm×3150 mm的SVQS系统进行了流动模拟和可行性验证。用单因素变量法分别研究了油气性质对系统无量纲切向速度和压降的影响;用标量输运方程分析了油气在系统内的停留时间分布规律。结果表明,无量纲切向速度随油气密度增加或黏度降低而变大;无量纲最大切向速度随油气密度增加或黏度减小而呈对数递增,最大为0.912;密度越大、黏度越小的油气在SVQS系统内的平均停留时间越短,最短可达6.279 s;压降、阻力系数不仅与系统的结构参数相关,也与油气黏度呈对数关系。拟合得到了与油气参数相关的无量纲切向速度、压降和阻力系数函数式,具有较好的普适性,可为SVQS系统的结构优化提供参考。

不同油气参数下SVQS系统内颗粒浓度场的模拟

为研究提升管出口旋流快分(SVQS)系统中催化剂颗粒的运动规律与浓度分布特征,对不同油气参数下SVQS系统的气固分离进行了数值流动模拟,从粒径、浓度分布和颗粒返混三个方面进行了分析。结果表明,在入口浓度一定的情况下,油气密度越大或黏度越小,封闭罩壁面处颗粒浓度越大,呈螺旋状分布的细带带宽和螺距不同;在隔流筒盖板处有颗粒大量聚集,并形成具有周期脱落特点的颗粒环带;隔流筒底部出现的“短路流”现象,削弱了SVQS系统的分离性能;不同粒径的颗粒下行时始终处于螺旋分层排列状态,且SVQS系统对直径为0.013 mm以下的细小颗粒的分离性能较弱。油气密度越大或黏度越小,颗粒间的跟随性更佳,浓度分布更均匀,SVQS系统对中、细颗粒的捕捉能力变强。SVQS系统中存在颗粒返混现象,且随油气密度增大或黏度减小而削弱。削弱颗粒返混、抑制颗粒高峰是提高该系统分离性能的重要方式。