石油钻井现场安全监督及管理措施探讨

探讨石油钻井现场安全监督及管理措施,以提高石油钻井工作的安全性、质量和效率。通过分析石油钻井工作的重要特点和常见问题,提出了完善安全责任管理制度、全程检查钻井工作、强化设备维护、提升作业人员综合素质和健全安全评价制度等主要措施。完善安全责任管理制度可以明确各方责任,提高工作安全性。全程检查钻井工作可以及时发现和解决问题,保证工作质量。强化设备维护可以确保设备稳定运行,减少事故突发的可能性,提升作业人员综合素质,增强安全意识。健全安全评价制度可以定期评估钻井工作的安全性和管理水平,为改进提供依据。

金属磁记忆检测技术研究进展

金属磁记忆(MMM)检测技术是利用金属磁记忆效应来检测部件应力集中部位的快速无损检测方法。从机理、应力定量化、缺陷定量化和应用发展4个方面分析其国内外研究现状。结果表明:金属磁记忆检测的理论研究和定量化评价还不够完善,理论建模、损伤判据以及自漏磁信号参数的识别仍处于发展阶段;未来发展方向是利用金属磁记忆检测早期损伤诊断的优势,研究与其他检测方法相结合的综合检测方法。

钢材微观组织在线无损检测研究进展与展望

钢材的微观组织参数可以表征其多种物理特性,在役的核工业设施及关键钢带等需要开展在线无损检测其微观组织参数。本文分析了金属材料微观组织在线检测方法,归纳和分析了电磁方法(磁滞回线、磁巴克豪森噪声、多频涡流、切线磁场强度的谐波分析)和超声方法(声速法、衰减系数法、非线性超声法及多超声参数结合)等金属材料微观组织无损检测方法的研究现状及现存问题,探讨了金属材料物理特性与微观组织参数之间的联系及尚未明确的关系,展望了金属微观组织无损检测的发展潜力与方向。

冻结过程土体导热系数影响因素及预测模型研究

为探究土体导热系数的基本规律,采用瞬态平面热源法测试了冻结过程土体导热系数。研究了土体在不同温度、含水率和干密度物理指标下导热系数变化规律,分析了这三个物理指标动态变化对土体导热系数的影响机制。基于试验数据,建立了DT、RF、GBDT、AdaBoost、SVR、BPNN共六种机器学习模型以预测土体导热系数,通过四个性能指标评估了六种机器学习模型的预测能力,并与三种经验模型进行了对比。此外,基于RF和GBDT进行了特征重要性分析。结果表明:未冻结阶段土体导热系数无显著变化。剧烈相变阶段,因含水率和干密度的不同,土体导热系数随温度的降低分别呈现出减小和增大的趋势,其中增大的趋势随着含水率的增加而增加。冻结阶段,因测试过程中土样的水分蒸发和迁移,土体导热系数随着温度的降低而减小。土体导热系数均随干密度和含水率的增加而增加。根据评估结果,六种机器学习模型中RF的表现较好(RMSE=0.036,MAE=0.028,R^(2)=0.993,AD=0.004),明显优于三种经验模型,RF相较于经验模型也能更准确地预测出其他地区的土体导热系数,建议使用RF预测冻结过程土体导热系数。特征重要性分析表明含水率、温度和孔隙率是影响冻结过程土体导热系数的重要因素。

某油气田含硫场站管道的缺陷快速检测作法研究及应用

针对某油气田已完成定期检测的含硫场站进行缺陷分析,总结缺陷的分布特征和类型特征。基于TSG D7005-2018,形成了适用于含硫场站的缺陷快速检测推荐作法,并进行了现场应用。数据后处理显示,现场应用效果良好,证明改进的缺陷快速检测推荐作法有效可行。

井筒质量巡查监督技术探析

为了全面提高井筒质量水平,通过对井筒质量(井筒完整性)的国内外调研,从取得的成果和存在的问题两方面分析集团公司井筒质量现状,提出了中国石油川庆钻探工程有限公司(以下简称“川庆公司”)井筒质量巡查监督技术。主要依托企业标准Q/SYCQZ 1317—2022《井筒质量巡查监督工作规范》,介绍了川庆公司井筒质量监督的工作方式、主要工作内容、监督流程和监督要点。通过井筒质量巡查监督实践,提出了4条优化建议,即进一步完善井筒质量监督相关制度,进一步压实井筒质量责任制,进一步充实巡查员人才队伍和进一步着力过程监管。

高含水钻井固废超细颗粒过滤分离实验研究

针对钻井固废处理的难点在于其含有大量10μm以下的超细颗粒难以分离问题,结合振动筛分和深层过滤处理方法,从减少整体固相含量和分离超细颗粒出发,开发了一种能有效去除高含水钻井固废中超细颗粒的新型处理方法。结果表明,在优选工艺参数下,高含水钻井固废经过振动筛分处理后,10μm以上的较大颗粒被去除,固相含量从30.42%降低至9.55%。筛下液再经过深层过滤处理,92.77%的超细颗粒被去除。研究结果表明,新型处理方法对高含水钻井固废超细颗粒有良好的去除效果,有利于实现高含水钻井固废回收利用要求。

钻井作业现场安全锁具应用研究

为有效解决钻井现场检维修作业过程中能量意外释放导致事故的风险,从安全锁具配置、管理程序编制、安全培训等方面分析现场安全锁具运用现状和短板,提出开发上锁挂签图表工具的思路,并进行现场实践。结果表明:科学的安全锁具配置、严谨的上锁挂签程序、常态化的培训审核和图文并茂的清单表格,能指导员工进行能量隔离,是避免能量意外释放的有效途径。

浅谈石油企业安全环保监督管理的实践路径

伴随着我国市场经济的不断深化改革,石油行业也在不断快速发展,尤其是现代化社会经济发展的促进下,石油行业的企业规模也越来越大,所以有关石油企业的安全环保监督管理工作理应引起我们的重视,安全环保监督管理工作的规范合理,是有效保证石油企业能否进一步安全发展的重要前提。尤其是石油企业作为高危行业,在企业安全环保监督管理方面的具体要求还是很高的。值得我们深思的是,我们应该探讨石油企业的安全环保监督管理工作未来应该如何发展,这同时也是本文接下来将要探讨的主要内容,我们将从几个角度来对企业安全环保监督管理存在问题和具体实践路径进行分析,希望能够给予相关从业人员一些有效性建议。

基于材料的防喷器声发射检测加载速度安全性研究

为了验证加载速度对防喷器声发射检测安全性的影响,基于断裂力学及数值模拟方法,采用有限元法计算了防喷器检测中使用的外加内压到既定裂纹裂尖处的应力场强度因子并转换为金属材料断裂韧度试验采用的标准试样的外加载荷,来判断裂纹的稳定性。分析结果表明,防喷器内压达到70MPa和77MPa时,防喷器壳体的大部分区域应力水平较低,在半椭圆形裂纹的裂纹前沿附近,应力水平显著,在裂纹前沿的中点处,应力强度因子达到最大值。当载荷F达到7.98kN、8.76kN、11.63kN和12.72kN时,处于F-Δ曲线的线性段,即防喷器声发射检测试验压力达到最高工作压力的1.1倍时,防喷器处于安全工作状态。

在用油气管道斜拉索跨越体系检测评价研究

斜拉索跨越体系在油气管道建设中被广泛采用。针对地质灾害、钢结构腐蚀、钢索失效等因素潜在的跨越管道的运行风险,开展了在用油气管道斜拉索跨越体系检测评价研究。通过检测,利用力学及仿真分析评价出塔架、钢索和钢结构的支承能力;对管道进行风险评价、剩余强度评价和剩余寿命评价;对跨越体系进行整体评价并给出相应的维修策略和风险缓解措施,以确保在用油气管道斜拉索跨越体系安全无故障地运行。

油气集输管线焊接质量安全评价

为综合改善和提高油气集输管线焊接质量及其安全监督管理水平,针对油气集输管线焊接质量寿命及其安全问题,采用理化性能检验,显微组织、无损探伤以及断口显微分析等检验方法,对焊接管道质量安全进行综合评价。通过分析某集输管线焊接管道整体性能,对油气集输管线焊接管道化学成分、力学性能、硬度以及使用过程中产生的缺陷进行了综合检测和评价,具体分析了管线及焊缝处疏松、夹杂等缺陷,并通过显微观察断面形貌判断断裂方式,通过X-rays无损检测方法对缺陷进行验证。结果表明,管线在高压服役条件下,经长时间的疲劳作用发生应力集中从而造成管线的破坏。据此提出了油气集输管线焊接质量及安全性控制要点,分别从焊口检查、钢管对口、预热、焊接过程控制以及焊缝返修等提出了对焊接工艺的改进措施,以期为油气集输管线焊接管道的生产建设和安全运行提供保障。

多频涡流检测连续油管偏焊缝晶粒尺寸的试验研究

连续油管作业技术在钻修作业中广泛应用,技术核心是连续油管。偏焊缝的质量直接决定疲劳寿命,偏焊缝微观结构与母材是否一致,决定焊缝抗疲劳性能是否达到母材水平。运用多频涡流检测技术,通过检测CT90、CT100连续油管钢带偏焊缝区域与母材区域的电抗来区分母材区域与焊缝区域微观结构及晶粒尺寸是否一致,判断偏焊缝微观组织结构是否达到母材水平。根据其信号特征云图识别焊缝区与母材区,结果表明,连续油管偏焊缝区域与母材相比晶粒尺寸明显变大,并可以看出CT90的焊缝质量好于CT100。根据焊缝区与母材区的微观结构不同对偏焊缝质量进行评价,这对连续油管生产过程质量控制及改进具有指导意义。

集输管道CO_(2)腐蚀预测机理模型研究

CO_(2)驱油技术因能显著提高油藏采收率而在各大油田得到广泛应用,但采出液中CO_(2)含量的升高却使得地面集输管道腐蚀现象严重。针对地面集输管道CO_(2)腐蚀问题,开展了腐蚀产物膜影响下CO_(2)腐蚀速率预测研究。依据腐蚀热力学和腐蚀动力学理论,考虑流体流动、电化学反应、传质过程等多场耦合作用,在Nesic等研究的基础上引入腐蚀产物膜对离子传质扩散系数的影响因子,提出了新的腐蚀预测机理模型,并对化学、电化学及传质计算进行了改进。利用文献中实验数据对模型的预测结果进行了对比与验证,结果表明,腐蚀预测模型与实验数据吻合情况良好,在腐蚀产物膜存在的条件下能够实现腐蚀预测速率的有效修正,进一步提高了CO_(2)腐蚀预测机理模型的适用性和准确性,为油气生产和加工输送管道及相关设施设计提供一定参考。

隔水管试压检测过程中自动对位控制系统研究

自动对位是隔水管检测的关键问题,针对具有大惯性、大尺寸的隔水管封堵端及试压端高精度自动对位技术进行研究。首先,建立了封堵装置的空间6自由度动力学模型,然后利用双目视觉获取封堵端与隔水管之间的相对位姿,最后根据试压封堵装置的机构特征提出了基于模糊PID的对位控制策略。利用模糊解耦算法,合理地选择模糊解耦算法的隶属度函数以及模糊化和解模糊化规则从而消除了各轴之间的耦合特性,简化了控制器的设计。通过多次实物试验验证了该方法的有效性。

低频导波在场站管道检测中的应用研究

针对输气场站内管道敷设环境复杂,一直没有有效的手段进行100%的全面检测这一状况,引进英国GUL公司的WaveMaker G3低频导波检测系统对中国石油西南油气田公司的某场站输气管道进行了检测试验,来验证系统检测灵敏度、缺陷定位准确度、检测距离和检测缺陷类型等性能指标。试验表明:WaveMaker G3低频导波检测系统可以检出管道局部腐蚀以及壁厚减薄情况,并通过对典型的特征信号如焊缝等的识别可以实现对缺陷准确定位,从而掌握管道的整体腐蚀状况,为各大油气田的场站管道、集输管道以及长输管道的维护决策提供技术支持。

非常规储层压裂砂比对支撑剂铺置质量影响的实验研究

低孔超低渗透率的非常规储层需通过大规模的水力压裂形成支撑剂填充的高导流裂缝,才能获得有经济效益的油气产量,缝内支撑剂铺置规律直接影响压裂效果,影响支撑剂铺置的因素包括施工排量、施工压力、砂比等。为了研究砂比对支撑剂在缝内铺置的影响,运用了大型可视平板垂直裂缝模拟系统,研究了不同砂比下陶粒支撑剂在裂缝中的沉降运移规律。实验结果表明,砂比对20~40目陶粒砂堤形状有影响,但砂堤形状变化较小;当陶粒砂比增加时,陶粒堆积形成的砂堤坡度减小;陶粒砂比增加,陶粒颗粒之间的碰撞作用增强,沉降量减小,砂堤高度减小;陶粒支撑剂水平运移速度受砂比影响较小,接近液体流速;陶粒砂比增加,陶粒支撑剂的沉降速度减小。研究结果可为支撑剂沉降运移动态研究及支撑剂优选提供参考。

斜拉索跨越管桥安全状况评定方法研究

为有效地了解油气长输管道中斜拉索跨越管桥的安全状况,保障管道正常运行,建立一种斜拉索跨越管桥安全状况评定方法。在工程实际的基础上,借鉴《公路桥梁技术状况评定标准》斜拉桥技术状况评定思想,针对跨越油气管道自身特点,构建斜拉索跨越管桥安全状况评定指标体系。结合网络层次分析法和熵权法,计算指标的组合权重。根据指标评分,求得斜拉索管桥的安全状况分值,确定安全状况评定等级。结果表明:管桥系指标对斜拉索跨越管桥安全状况的影响程度最大,应作为安全保护工作的重点;实例分析中,斜拉索跨越管桥安全状况评定等级为3级,其中锚固墩安全状况较差,管道管理方应结合现场检测及安全状况评定结果,及时采取有效的治理措施。

纳米零价铁基材料去除水中硝酸盐污染的研究进展

地下水和地表水中的硝酸盐污染成为一个日益严重的环境问题,通过经济有效的办法对硝酸盐污染进行控制或处理,甚至实现完全无害化,是非常必要且迫切的。纳米零价铁作为一种典型的工程纳米材料,在硝酸盐污染环境修复中有巨大的应用潜力。以纳米零价铁技术在硝酸根还原中的应用发展作为依据,该领域当前主要的研究工作集中于:(1)通过对纳米零价铁颗粒合成方法的探索和改进,提高其对高浓度硝酸盐废水的耐冲击能力,或与其他修复处理技术联用,增强其在原位修复中的适用性等;(2)研究环境条件(包括反应温度、溶解氧浓度、溶液初始pH,以及环境中其他竞争离子等)对纳米零价铁还原硝酸盐的影响规律,为该技术的工业推广提供理论支撑。然而,总结这些研究工作后发现该技术在向实用化进程中仍存在一些难点问题,尤其是零价铁技术使用寿命较短,硝酸根在体系内传质和吸附受限,产物(氮气)选择性低等。为此,在纳米零价铁材料的基础上,通过对其进行功能化改性,进而合成纳米铁基复合材料,作为更先进的技术替代。本文从负载型、双金属型、表面改性型几个方面对纳米铁基复合材料进行了归纳整理,重点阐述了不同复合体系在水中硝酸盐污染去除中展示出的优异于纯纳米零价铁体系的多种性能,揭示纳米铁基复合材料促进机理和影响硝酸根还原能效的因素。最后,对纳米零价铁基材料修复水中硝酸根污染技术目前尚需要解决的问题和未来的发展方向进行了思考和展望。

基于流固耦合的闸板防喷器建模及有限元分析

为了更加准确地分析流体对闸板剪切力的影响规律,需要对闸板防喷器剪切钻杆进行流固耦合分析。以钻杆窜动和扭转2种动态工况为例,利用SolidWorks建立闸板防喷器三维模型,并对防喷器内部流体域进行有限元建模,输出到ANSYS Fluent进行有限元分析。结果表明:在闸板剪切钻杆过程中,流体达到稳态后,在钻杆窜动工况下,流体力随钻杆受载荷力增大而减小;在钻杆扭转工况下,流体力随钻杆扭转角度而变化,在扭转90°时流体力最大。研究结果可为防喷器剪切闸板的剪切能力分析及结构设计提供参考。