液氮冷冻暂堵技术在海上井控处置的可行性分析

冷冻暂堵技术可有效封堵井内油气通道,为油套管切割与回接、井口装置修复更换等井控处置作业提供可靠物理屏障,已经在国内外陆地油田取得广泛应用。但海上平台作业空间有限,井口结构复杂,文章探讨了海上平台冷冻暂堵工艺,并结合海上某平台井口管柱结构,利用数值仿真软件模拟不同结构管柱冷冻过程中的温度场变化情况,分析冷冻桥塞黏结强度的影响因素,对比冷冻暂堵技术对不同结构管柱的冷冻效果。结果表明,直接冷冻∅339.7 mm套管与冷冻∅508.0 mm隔水导管相比,相同冷冻条件下暂堵剂的冷冻温度更低,冷冻速度提升近73%。通过技术改进和优化等深入研究,该技术可在海上井控处置和修井作业发挥重要的作用,具有较大的发展空间。

海上井喷抢险“三分支”引火筒结构设计

针对目前海上生产平台出现的井喷失控事故,设计了“三分支”引火筒装置。在从源头控制井喷抢险作业时能够借助“烟囱效应”将流体/火焰引至上方,降低井口区温度,提高井喷抢险作业的安全性。“三分支”引火筒装置主要由引火筒、悬挂筒、主轴及悬挂装置、锁定及支撑装置组成。作业时可根据井口分布调整3个引火筒之间的角度和高度,配合钢丝绳和绞车进行井喷抢险作业。对各部分结构进行了阐述并且对结构强度及恶劣工况下的吊装进行了有限元分析。分析结果表明:装置强度满足要求;在200×104 m^(3)/d气井井喷环境下最大等效应力为492 MPa,最大偏移量为348.02 mm,在6级风环境下最大等效应力为495 MPa,最大偏移量为353.12 mm,均满足抢险作业需求。研究结果可为生产平台井喷抢险引火筒研发提供参考。

扇形阀口连续波旋转阀参数化优化设计方法

旋转阀的常规设计方法需要建立多种模型,影响旋转阀设计研发效率。为此,提出了一种扇形阀口连续波旋转阀参数化优化设计方法,通过特征设计参数尺寸的设定,实现旋转阀模型的参数化,将参数化设定的旋转阀性能关键结构参数和网格尺寸参数进行标注及定义,再经CFX分析计算,实现建模分析一体化。分析结果表明:转子旋转对流道产生节流效果且流场较复杂;流体在通过旋转阀后,除边壁处属于射流外,中间为混乱的紊流状态;转子连续旋转,周期性阻挡钻井液的过程中会产生一层一层的压力波,同时向上、下传递;试验结果与仿真分析结果基本一致,验证了仿真结果的正确性。该优化设计方法为连续波旋转阀的国产化设计奠定了理论基础。