新型螺旋除砂器的设计与应用研究

目前油田使用的常规固-液分离设备无法对高含砂、大流量的砂-液混合物进行高效分离,为此设计了一种新型分离设备——螺旋除砂器。依据工程流体力学中的伯努利方程建立了螺旋除砂器相关结构参数的数学模型,利用MATLAB软件对模型中的数据进行分析处理,确定其最优结构参数;根据具体结构尺寸,建立三维模型,利用FLUENT流体仿真软件对其内部流场进行仿真分析。对比分析理论计算值与模拟仿真值,发现2者之间偏差较小,进一步证明了螺旋除砂器结构设计的合理性。螺旋除砂器内部流场的仿真模拟,验证了螺旋除砂器对固-液两相混合物分离的可实现性,并为螺旋除砂器实际的设计制造提供了理论依据。

游梁式抽油机节能方法研究

本文对现有的抽油机节能方法进行分析与比较,在前期研究的基础上提出了一个新型的抽油机节能方式,在通过改造游梁式抽油机的机械动力系统以及能量传动系统来使游梁式抽油机在油田的采油生产中能够更节省能源与电力,从而提高生产采收效率。

补偿式多用途环形防喷器的研制

修井用闸板类防喷器存在的问题是:2个闸板难同步关闭、密封油管后不能调整管柱、手动闸板防喷器关井慢、液动闸板防喷器的结构复杂和成本高、单闸板防喷器的功能单一、多闸板防喷器的高度较高和体积大、闸板防喷器封井具有局限性等。研制了补偿式多用途环形防喷器。该防喷器通过从上部拧入不同的补芯,实现密封油管、电缆、钢丝绳及全封空井等功用,而且可以带压调整钻具,实现了一机多用。远程控制箱关井反应迅速,操作简单方便,现场使用效果好。

错断吐砂井多压力体系双层管冲砂器设计及试验研究

在分析断错吐砂井的特征、治理难点的基础上,设计了断错吐砂井冲砂器,该冲砂器具有井口与冲砂器之间独立的压力系统和冲砂循环压力系统。通过这两套压力系统既可以保证冲砂器稳定下行,又能保证冲砂压力系统良好的循环,达到断错井冲砂要求。试验表明,冲砂器的各项设计指标完全能够满足油田断错井冲砂需要,为油田错断吐砂井的治理提供了有效的解决途径。

轻便型油管带压起下控制装置研制

在油田修井过程中,经常会遇到油管发生上顶现象,为了控制油管上顶,采用了防顶卡盘或油管吊卡和钢丝绳反向套压方式,这2种方式虽然简单易行,但卡住油管后,油管就不能再动作,只能等井压放完后才能继续施工,影响施工进度。为此,研制了2种不同背景下的防顶及油管带压起下控制装置,解决了修井过程中油管上顶事故和油管带压起下作业要求。

旋塞阀开启阻力矩优化与应用

针对现场应用中通径大、压力高情况下开启旋塞阀困难的问题,对常规旋塞阀的结构和受力状况进行了分析。通过结构改进降低了开启旋塞阀的阻力,归纳整理出旋塞阀设计的一些方法,为旋塞阀的结构设计提供参考。

基于事故树的三相分离设备泄露事故分析

在国内外的高含气油井试油工艺中,因其特殊井况,常因三相分离设备的腐蚀、设计缺陷等因素引发设备泄露事故造成爆炸、火灾等情况。该文建立三相分离设备的事故树模型,通过分析各影响因素之间的逻辑关系,以最小割集来表示出各影响因素对三相分离设备泄露的影响程度,从而得出在试油工艺中,为预防三相分离设备泄露需注意的管理事项。该研究可以为高含气井的试油风险控制提供必要的理论依据,从而保证高含气井试油及生产的高效与安全。

防喷器试压快速增压装置的研制及应用

目前防喷器试压装置无法安全、准确、迅速地完成井控装置的试压作业,文章研制了一种能迅速增压的防喷器试压快速增压装置,该装置具有自动化水平高、安全系数高、增压快、体积小等特点,很好地提高了防喷器试压装置的工作效率,对提高防喷器试压装置具有非常重要的意义。文章对增压缸缸体的结构选择、液压控制系统、自动控制系统及其实际应用进行介绍。

带压拖动用注入防喷装置的研制及应用

为提高水平井多层体积压裂作业效率,对常规配置的井口注入装置、闸板防喷器、环形防喷器组合进行改进。以满足大排量注入,带压拖动,调整钻具位置、减少放喷时间,降低井口装置组合高度之需要,为此研发了一种带压拖动用注入防喷装置。该装置设计合理、结构紧凑、安全可靠、操作方便、提高了施工效率。

修井机作业空间舒适度综合评价研究

石油修井机作业空间的舒适度直接与作业的可靠性、安全性以及高效性直接关联的。本文针对石油修井机作业空间舒适度的各项指标因素,采用模糊数学法与层次分析法相结合的手段计算各指标因素的权重值与整体舒适度的评价分值。评价体系的建立及量化的评价结果可以客观真实的反映出石油修井机作业空间的舒适度情况,从而有针对性的进行改进。

远程液压快速抢装井口装置设计及应用

为解决油田发生井喷、着火等危急情况,研制了一种远程液压快速抢装井口装置。采用油田现有的远程机械手切割套管本体部位后,在仅剩光套管的情况下,将该装置插入光套管中,利用防喷器远程控制台提供动力,启动双向活塞,带动锥形拉杆上移,锥形拉杆外锥面向外推动卡瓦,使卡瓦牙卡紧到套管内壁上;在拉杆上移过程中,小活塞下移并轴向压紧密封胶筒,胶筒外胀,实现了卡紧并密封抢装井口装置中心管外壁与套管环空。关闭上部的防喷器闸板,实现对井口的封闭。抢装井口装置的液压控制腔承压21 MPa,卡紧密封承压70 MPa,壳体承压105 MPa。对抢装井口装置的关键部件胶筒进行仿真分析,密封长度维持在稳定水平,密封性能良好。该装置在大庆油田应用实施且起到良好的抢险密封作用,满足安全性和经济性的要求。