浅谈企业档案信息化和数字档案馆的建设——以江汉机械研究所为例

在信息化时代的背景下,本文以江汉机械研究所档案信息化建设实践为例,对档案信息化存在的问题以及应对措施进行了探讨,对加快推进企业档案信息化和数字档案馆的建设具有一定的参考意义。

基于超音速膨胀凝结的油田伴生气脱二氧化碳研究

油田伴生气通常含有大量的二氧化碳等酸性气体,为了提升油田伴生气质量,必须对天然气进行脱二氧化碳处理;将超音速旋流分离技术用于伴生气脱除二氧化碳是一条全新路径,但二氧化碳在超音速流动条件下的冷凝特性有待进一步明晰。建立二氧化碳在喷管中的相变过程数学模型,讨论二氧化碳超音速凝结流动特性,分析入口温度和压力对二氧化碳超音速凝结特性的影响规律。结果表明:二氧化碳在喷管喉部之后的扩张段发生凝结,生成大量的二氧化碳液滴;随着喷管入口温度增加,尽管凝结的二氧化碳液滴数量增加,但喷管出口和中轴线上的液相质量分数减小,凝结位置越靠近喷管出口;随着喷管入口压力增加,混合气体在喷管出口的压力和温度升高、速度减小,二氧化碳在喷管内凝结产生的液滴数量减少,喷管出口和中心轴线上的液相质量分数越大。

煤炭地下气化点火阶段正庚烷着火及燃烧数值模拟研究

煤炭地下气化技术将地下煤层以天然气形式开采出来,是一种清洁、高效的能源利用方式。点火是开启气化反应的第一步,对化学点火过程中燃料着火与燃烧特性的分析将有助于高效气化。该文选取正庚烷为点火燃料,采用离散相模型模拟庚烷雾化过程,建立庚烷液滴与氧气共流燃烧模型,探究庚烷着火温度及燃烧火焰特性,并对影响初始点火过程的关键因素进行分析。结果表明:随压力升高,庚烷着火温度降低,10 MPa时达到670 K;液滴粒径在0.1~0.4 mm范围内时,着火温度随粒径减小而小幅上升;提高氧化剂中氧气浓度可显著提高火焰温度,但会导致火焰长度变短;为避免煤的熔融问题,氧气浓度控制在20%~30%附近较为合适,对壁面最高温度在1200~1530 K内。贫氧燃烧时,火焰温度较低,但过量空气系数处于0.6~0.8时,对壁面的加热温度及加热长度均高于富氧燃烧,在点火过程中能更高效利用燃料。结果可为煤炭地下气化点火过程燃料及氧化剂参数控制提供一定参考。

农林废弃物制备生物炭对水中石油的吸附性能研究

利用6种不同种类农林废弃物(包括小麦秸秆、花生壳、椰壳等)制备生物炭,研究不同生物炭对水中石油的吸附性能。系统考察生物炭种类及投加量、石油种类及浓度、吸附时间等因素对生物炭吸附水中石油效果的影响。结果表明,不同原料制备的生物炭对水中石油均具有较好的吸附性能,吸附量为142.70~493.86 mg g。其中,以小麦秸秆制备的生物炭对石油的吸附量最大,其总孔体积明显大于其他生物炭,为0.155 cm 3 g,含碳官能团也较多。小麦秸秆生物炭吸附水中石油时最佳投加量(ρ)为0.25 g L,吸附平衡时间为60 min,吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,即更接近单分子层吸附。生物炭的吸油性能受到多种因素的影响,通过灰色关联度分析得出水中油浓度对生物炭的石油吸附量影响最大。

连续管钻井个性化PDC钻头降扭机理及试验研究

由于连续管自身管径小、柔性大等特性,在进行井下钻进时容易导致摩擦自锁和管柱屈曲,存在钻压施加困难、进尺低下等问题。为提高连续管在低钻压情况下的钻进能力,个性化设计了连续管钻井专用小尺寸PDC钻头。通过单齿切削试验、水平井钻柱微钻头破岩试验、全钻头破岩试验开展小尺寸PDC钻头的降扭机理研究,对比不同齿形对破岩效果的影响。研究结果表明:在PDC切削齿前倾角较小时,破碎相同体积的岩石,宽刃齿所受切削力平均值比常规齿小10.35%~24.56%;同机械钻速情况下,宽刃齿钻头的扭矩小于常规齿钻头,最高降扭37.64%;同转速和钻压情况下,宽刃齿钻头最高降扭28.58%,钻压越大,降扭效果越显著。个性化设计的宽刃齿PDC钻头更适用于连续管实现低钻压、低扭矩、高转速破岩。研究结果可为改善连续管钻井技术在低钻压钻进时的适应性提供新的解决思路和理论支撑。

PDC高速切削水泥塞机理研究

针对连续管在钻井作业时因钻压高、转速低导致钻头磨损严重和钻磨水泥塞效果不佳的问题,基于弹塑性力学和岩石力学,以Drucker-Prager准则作为固井水泥强度准则,通过单轴和三轴试验得到固井水泥弹性模量、泊松比、内黏聚力和内摩擦角等参数,建立固井水泥本构模型,并用ABAQUS软件建立高速切削水泥塞二维有限元模型,在此基础上分析了倾角、切削深度和切削速度对破碎比功的影响。研究结果表明:高速下切削水泥塞产生细小且均匀的碎屑,较低的速度切削水泥塞产生块状或者带状的碎屑;倾角(5°~25°)和切削深度(1.0~2.5 mm)与破碎比功呈正相关,而破碎比功随切削速度的增大而减小,当切削速度为2.26 m/s时破碎比功最小,破碎水泥塞的效率最高。研究结果可为PDC钻头切削水泥塞提供理论支撑。

集束连续管井口悬挂分流装置的研究与应用

集束连续管作为油气生产管柱,利用自身多通道独立工作的特点,可以开展两气合采生产作业,实现同一口井多储层高效开采,尤其对储层物性差异大的地层开发优势显著。针对现有常规井口大通径管柱悬挂配套复杂、适用范围受限、同时需兼顾导流及密封的问题,采用多瓣式卡瓦悬挂结构,配合专用分流组件,研制了一种基于集束连续管两气合采工艺的井口装置。该装置具备井口悬挂和分流密封功能,解决了集束连续管2根内管与四通阀旁通中心基准面方向不一致的难题。室内试验和现场应用结果表明:集束连续管悬挂分流装置可以完成规定的测试内容,能够实现集束连续管在井口的悬挂和分流道控制,满足现场应用的要求。研究结果可为两气合采完井提供可行性保证施工的安全性,有助于完善集束连续管两气合采工艺的应用和推广。

连续管井下电视作业及压裂进砂评价系统研究

国内外油气田开采过程中,针对页岩油、页岩气体积压裂,需要对压裂体系效果和产能进行辅助评价,利用井下电视获取井下静态图像或运动图像,可以直接视觉呈现井内真实状况,利用软件定量分析炮眼个数及尺寸,在压裂后产层评价应用领域具有其他测井手段所不具备的独特优势。针对连续管井下电视作业及压裂后需计算进砂量、进行产能评价的问题,研发了连续管井下电视作业地面配套设备,包含钻磨、洗井和井下电视测井3种重要组成工艺及其井下工具配套方案。采用Python+OpenCV识别技术进行相机标定、图像增强、偏心矫正等图像预处理模块开发,同时利用YOLOv5+Deepsort神经网络形成了特征目标检测及跟踪技术,并结合炮眼冲蚀理论及进砂量分析,使用C#开发了一套含基础组件、炮眼定量分析工程、报告输出为一体的压裂进砂评价系统,实现可视化、定量分析算法。研究结果可为页岩油气产能评价提供一定技术支撑。

基于自适应模糊PID的连续管作业机注入头速度控制研究

连续管作业机工作过程中起/下管速度控制主要依赖手动调节注入头泵的排量、马达压力等。为解决操作复杂、自动化程度低等问题,将连续管作业机注入头液压系统简化为闭式泵控马达系统,将传统手动控制方式改进为自动控制方式。分析泵控马达系统的工作原理,在AMESim中构建泵控马达系统的液压仿真模型;利用MATLAB/Simulink设计出AMESim仿真模型的PID及自适应模糊PID控制模型,从而构成整个系统的闭环控制联合仿真平台。采用PID算法及自适应模糊PID控制算法对系统响应进行仿真分析。结果表明:采用自适应模糊PID控制方式后,液压模型的响应速度更快、无超调和滞后现象、稳态误差更小,泵控马达系统具有良好的动态特性。

连续管水力机械切割工具的研究与应用

阐述了连续管水力机械切割技术的工艺原理和特点,介绍了该技术配套工具(连续管连接器、剪切释放接头、油管锚、螺杆马达及切割刀)的结构及原理。试验及应用结果表明,连续管水力机械切割工具油管锚定可靠,泄压后易于回收;割刀切割油管迅速,油管切割断面均匀;切削下的铁屑颗粒均匀,在井中不易缠住割刀口,可避免发生堵塞刀口现象;油管锚、马达和水力机械割刀动作协调一致,符合性能要求。

54 mm涡轮钻具三维叶片造型设计与研究

针对涡轮转子不同半径圆柱层液体圆周速度不同,导致的液体与转子叶片产生冲击产生的水力损失问题,利用多截面造型方法建立了一种三维叶片涡轮。基于实际工况中从第二级涡轮开始,定子入口的流速是上一级涡轮转子出口流速,速度方向并不垂直于定子入口面这一情况,对现有的涡轮流道模型进行修正,建立了多级流道模型。通过数值模拟方法,对多级涡轮流道模型进行流场分析,得到中间一级涡轮的相关性能参数的特性曲线。研究结果表明:三维叶片涡轮压降更低,单幅涡轮压降减少约为12%;在最佳工况点处,三维叶片涡轮效率达到了60.25%,比直叶片涡轮高出约10%。考虑径向间隙对涡轮性能的影响,建立了相对应的流道模型,验证了方案的可行性。研究结果对涡轮叶片的设计和多级涡轮流场分析具有一定的指导意义。

非常规气田含油采出水反相破乳剂及絮凝剂研究进展

在非常规天然气开采过程中会产生大量的含油采出水。本文以近年来国内外非常规气田含油采出水反相破乳剂、絮凝剂的相关研究为基础,对适用于水包油(O/W)型乳液的药剂进行了归纳和总结,综述了各种药剂的处理效果、破乳原理、适用体系及局限性,分析了未来非常规气田含油采出水处理药剂的发展趋势。指出,应加大对破乳-絮凝多功能复合药剂的研究,并推广应用于生产实践。

PDC钻头复合冲击井下破岩特性模拟研究

为对比各种冲击钻井技术的破岩效果,利用ABAQUS/Explicit模块建立PDC单齿-岩石冲击模型,研究PDC单齿在无冲击、轴向冲击、扭向冲击和复合冲击作用下的破岩特性,再进一步对影响复合冲击性能的因素进行分析。分析结果表明:在其他条件相同的条件下,复合冲击下的破岩比功相较于无冲击降低了28%,较轴向冲击降低了7%,以复合冲击破岩方式破岩效率最高;岩石在复合冲击作用条件下,钻压对PDC齿破岩效率影响较大,且存在明显差异,增大钻压有利于破碎岩石;转速对复合冲击破岩效率存在一个临界值,未达到这个值时,增大转速反而会降低PDC齿的破岩效率。所得结论可为复合冲击钻井工具选择合适的钻压和转速提供理论依据。

石油机械的防腐方法研究

我国油田事业的发展中,比较注重石油机械的应用,目的是为油田开采提供可靠的设备支持。石油机械使用中,面临着腐蚀的问题,应该采取有效的防腐蚀措施,保障石油机械的可靠性,保护好石油机械的性能,避免出现腐蚀的情况,进而降低石油勘探中的风险性,预防发生安全事故。

超深井连续管短半径侧钻工艺研究与现场试验

采用连续管经过油管柱对现有储层进行加深或对未开发层段进行开窗侧钻,不仅可以省去起出油管的费用,也可以避开复杂盖层快速进入目标储层。为了验证连续管过油管侧钻技术的优势,以TH区块深井A井三开井身为例,分析了连续管侧钻面临的技术难点,通过井眼轨迹优化形成了全增并造斜率逐渐增加的方案,依据短半径工程实施中工具柔性弯曲的附加轴向力要求,通过工具优化,形成了?114.3 mm扶正管柱配套侧钻?88.9 mm井眼的设计方案。现场应用结果表明:在2.5°单弯螺杆定向造斜的配合下,连续管钻井平均机械钻速达1.06 m/h,最大机械钻速10.8 m/h,经济效益显著,也证实了连续管钻井的技术优势;连续管钻井管柱组合中,中间部分可以依靠钛合金的柔性特点,尽量缩短两端的工具串长度,以满足短半径侧钻要求。所得结论可为连续管在老油区实施钻侧提供应用参考。

压裂返排液处理技术研究进展

水力压裂可提高油气田产率,但会导致具有高化学需氧量的压裂返排液产生,需要进行相应处理以避免造成环境污染。笔者在对压裂返排液的污染成分进行分析的基础上综述了目前用于处理压裂返排液的各项技术,主要包括吸附、膜分离等物理技术,高级氧化化学技术,以及活性污泥、膜生物反应器等生物技术。对于各种技术在处理油气田压裂返排液中的适应条件、优缺点及处理效率进行了系统综述,并对其发展方向提出展望。

连续管速度管柱带压起出封堵工具的研究与应用

针对上提坐封式管内堵塞器通常需要过载坐封,工具自身存在的强度不足,过载易拉断风险,以及无法即时验封的问题,并且为了适应更小尺寸的连续管速度管柱带压起管作业需要,研制了旋转坐封式管内堵塞器。该堵塞器在到达管内指定位置后,通过旋转送入工具驱动送入接头并同步带动锁紧螺母旋转上扣,轴向推动锚爪张开锚定和胶筒压缩密封,坐封完成后驱动送入杆上行完成丢手,坐封过程基本无滑移,坐封位置精确可控。经室内试验和现场应用研究表明:研制的旋转坐封式管内堵塞器可根据井内压力调节坐封载荷,并适应多次验封直至验封合格,工具坐封后安全丢手,可有效避免管柱被拉松动;工具结构简单可靠,降低了作业费用和作业风险。旋转坐封式管内堵塞器能够较好地解决上提坐封式管内堵塞器存在的问题,可为高含硫气井带压起管作业现场提供有力的技术支持。

Φ73 mm涡轮钻具四支点推力球轴承镀膜后性能测试研究

为研究金刚石镀膜对涡轮钻具四支点推力球轴承性能的提升效果,在专用的轴承试验装置、相同的试验参数下对比镀膜轴承与未镀膜轴承试验后轴向高度变化、钢球直径和试验时长等数据,进而测试镀层对轴承性能的提升效果。试验结果显示,金刚石镀膜轴承运行时长70 h,而未镀膜轴承运行时长200 h,总体寿命下降,但金刚石镀膜轴承在运行前50 h相较于未镀膜轴承运行更平稳,轴向高度下降更慢,但在后20 h轴向高度急速下降且发生较大噪声,最终因发涩噪声迫使试验中断。研究表明,金刚石镀膜随着试验时间的延长发生了镀膜脱落,脱落产生的大量颗粒造成了磨粒磨损的加重,导致轴承性能和寿命下降。同时试验结果也表明,目前将金刚石镀膜技术应用于涡轮钻具上的可靠性不足,风险较高,还需要进行相关研究。

国产连续管作业机的研究现状及应用

连续管作业技术及装备是我国油气田勘探开发、提质增效不可或缺的工程利器。介绍了我国连续管作业技术的发展历程,以及连续管作业机的技术现状,对连续管作业机关键部件的技术发展情况进行了分析,总结了我国典型连续管作业机的分类、作业参数、使用场景、适应工艺以及现场应用效果,结合我国油气开发和连续管作业技术的实际情况,提出了连续管作业机的发展方向,为我国连续管作业机的研究和应用提供参考。

连续管测控系统配套信号传输装置研究

作为油田开发、油气储层改造的重要技术,连续管测井、射孔和压裂酸化等工艺作业需求激增,且必须通过井下数据采集传输及控制信号完成井下测试及控制作业,但目前国内外主要采用的特制电缆连续管滚筒装置及测井滚筒作业机,存在功能单一、成本高且结构复杂和通用差等问题。因此,基于常规连续管作业机结构特点、通过对现有连续管测试及控制数据信号传输系统分析,完成多适应性连续管测控系统配套信号传输装置研究设计,研究并设计一类通用性强且传输高效的多适应性连续管信号测试、采集传输及反馈控制系统配套信号传输装置,省去传统设备定制化加工制造及作业工艺适应性单一导致的高成本、繁杂结构导致的作业及检修操作的高劳动强度,对于实现连续管作业机智能测控一体化多功能转型升级意义重大,同时对于未来油田开发的数字化网络实时监测系统创新极为重要。