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2024年12期

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钻井技术与装备 | 基于轴向载荷离散模型的连续管下入性分析

钻井技术与装备 | 基于轴向载荷离散模型的连续管下入性分析

连续管在水平井作业过程中易发生屈曲变形制约其作业深度，为此开展不同井段中连续管轴向载荷对其下入深度的影响研究。通过对井眼轨迹中的关键参数分析构建弯曲段全角平面，并基于软杆模型和构建的全角平面，综合考虑连续管刚性、流体摩阻、井壁接触摩阻和屈曲后的附加接触摩阻，建立了连续管轴向载荷计算模型；通过迭代法并结合屈曲状态分析对某井进行算例分析。分析结果表明：连续管在垂直段与斜直段更容易发生螺旋屈曲；随着摩擦
钻井技术与装备 | 不同结构空化射流喷嘴流场特性对比

钻井技术与装备 | 不同结构空化射流喷嘴流场特性对比

喷嘴类型与结构是影响空化射流性能的关键因素。通过CFD数值模拟方法探究了风琴管自振空化射流喷嘴、Helmholtz型空化射流喷嘴、角形空化射流喷嘴、中心体空化射流喷嘴和叶轮式旋转空化射流喷嘴的流场特性。开展射流喷嘴流场室内测试，以射流扩散角为评价指标，验证了数值分析的可靠性。根据不同结构空化射流喷嘴的流场特性和现场工程应用需求，给出了适用于不同场景的空化射流喷嘴类型推荐和说明。研究结果表明：风琴管
钻井技术与装备 | 石油钻机全集成化升级的开发与应用

钻井技术与装备 | 石油钻机全集成化升级的开发与应用

随着钻机自动化技术的普及，新制钻机的集成化和自动化程度越来越高，然而旧钻机由于机械、电气、液压等接口问题，进行全集成控制系统改造的技术难度大、周期长，目前旧钻机的全集成化系统改造占比很小。依托某钻井平台的升级改造项目，在降低劳动强度，减人增效的理念下，开发了可靠的国产全集成控制系统；融合原有的钻井装备，增配管柱自动化设备和井口自动化设备，对钻机系统进行升级与改造，实现系统双司钻集成化控制。现场使用
钻井技术与装备 | 基于响应面法扩散箱参数对混浆性能的优化

钻井技术与装备 | 基于响应面法扩散箱参数对混浆性能的优化

目前针对扩散箱结构对混浆循环系统内气体含量以及混浆罐“冒灰”现象影响的研究相对较少。为了明确扩散箱结构对固井再循环系统含气量以及罐顶冒灰的影响，利用响应面法结合仿真分析的方法，研究了H1（扩散箱出口距液面高度）、H2（混合器出口到液面高度）、v1（再循环速度）及A1（混合器入口角度）对R1（循环介质含气量）、R2（罐顶排气量）的响应。研究结果表明：v1对于2个响应的影响均最为显著，H1、H2、A1
钻井技术与装备 | 负压振动筛钻井液流动及气液分离数值模拟

钻井技术与装备 | 负压振动筛钻井液流动及气液分离数值模拟

负压振动筛是一种新型的固液分离设备，对钻屑表现出了出色的随钻干燥效果。然而，对于该设备的钻井液流动规律、空气和钻井液透过筛网后的气液分离机理以及效率等基础理论方面，迄今尚未进行深入的研究。为此，采用计算流体力学（CFD）方法，建立了负压振动筛的三维瞬态两相流筛分仿真模型；通过欧拉-欧拉多相流模型（VOF）和多孔介质模型，系统研究了负压作用时筛网上钻井液的流动规律和筛网下的压力分布特性。同时，探讨了
钻井技术与装备 | 核磁测井仪通用采集平台辅助测量系统研制

钻井技术与装备 | 核磁测井仪通用采集平台辅助测量系统研制

为了使新一代核磁测井仪器能高效准确获取核磁辅助测量参数信息，设计了一种基于通用采集平台的核磁测井仪器辅助测量系统。基于通用采集平台技术，详细分析了核磁测井仪器辅助测量的必测参数及性质，提出核磁测井仪器辅助参数测量系统，探究辅助测量系统硬件中信号调理、多通道切换、数模转换功能以及发送辅助测量参数选择通道命令时序、读取辅助测量参数采集数据时序的设计与实现。单板测试结果表明，辅助测量参数通道选择和采集数
海洋石油装备 | LNG接收站海水泵与开架式气化器节能优化研究

海洋石油装备 | LNG接收站海水泵与开架式气化器节能优化研究

针对LNG接收站开架式气化器（ORV）在LNG气化过程中能耗偏高的问题，在考虑季节外输量差异的情况下，结合海水泵运行性能、阀门特性、海水泵池液位及管道阻力损失因素，建立海水泵出口至ORV入口的管网模型，通过调节海水泵阀门开度及海水泵运行数量来优化模型的海水供应量，并利用现场试验验证了模型准确性。研究结果表明：优化模型为海水泵运行提供了可靠的阀门开度及对应流量值预测，完全满足实际流量调控的需求；该优
海洋石油装备 | 海上三相重力分离器晃荡试验研究

海洋石油装备 | 海上三相重力分离器晃荡试验研究

海上浮式生产储卸油装置FPSO摇摆导致油气水三相重力分离器液面发生晃荡，减弱了油水分离效果，在分离器内布置防晃板可抑制晃荡，但防晃板间距的确定目前尚无明确设计方法。为此，基于相似性理论，通过1∶9模型分离器试验，研究了防晃板及内构件对分离器晃荡的抑制与影响过程。研究结果表明：防晃板、聚结板、均流板、堰板等内构件之间的间距发生变化时，可削弱FPSO外部激励形成的界面共振；油水界面与外部激励之间的共振
油气田开发工程 | 射孔和储层参数对压裂裂缝扩展规律影响分析

油气田开发工程 | 射孔和储层参数对压裂裂缝扩展规律影响分析

随着油气探采深度和难度的增加，常需要配合压裂技术，以提高产能，射孔和储层参数是影响压裂效果的主要因素。对标经典真三轴压裂模拟试验，建立扩展有限元压裂模型，验证、完善扩展有限元模型分析压裂效果的适用性，并分析射孔和储层参数对压裂裂缝扩展规律的影响。研究结果表明：射孔角度0°～75°，起裂压力先减小后增大，30°时最小为36 MPa，75°时最大为41.9 MPa，变化幅度16.4%；裂缝宽度由0.0
油气田开发工程 | 游梁式抽油机免维护轴承密封性能及优化

油气田开发工程 | 游梁式抽油机免维护轴承密封性能及优化

基于常规经验设计的游梁式抽油机免维护尾轴承（密封调心滚子轴承），其润滑及密封性能不能有效适用于抽油机特有的摆动工况和曲柄剪刀差工况。为合理确定免维护尾轴承的润滑脂填脂量和密封圈径向过盈量，以游梁式抽油机免维护尾轴承为研究对象，采用有限元计算法，建立摆动工况下轴承流体域中润滑脂和空气两相流动的计算模型，分析润滑脂填脂量对轴承腔中润滑脂分布的影响规律，并提出最优填脂量润滑方案；对免维护尾轴承的密封圈进
油气田开发工程 | 56排水型可溶节流器的研制与应用

油气田开发工程 | 56排水型可溶节流器的研制与应用

为解决井下节流器因卡定机构腐蚀抱死、胶筒老化变形及节流器上方积液严重等原因导致的节流器无法打捞的问题，研制了56排水型可溶节流器。该节流器利用涂覆涂层的镁铝合金制成卡瓦下座，用水溶性橡胶制成水溶性胶筒，并新增排水结构，通过注入溶解液的方式溶解卡瓦下座及用水溶解胶筒，可以有效解决卡定机构腐蚀抱死以及胶筒难解封的问题，打开排水滑套排液可解决节流器上方积液问题。经室内试验检验，其可溶卡瓦下座材料在原液中
油气田开发工程 | 高含气螺旋柱状气液分离器的分离规律研究

油气田开发工程 | 高含气螺旋柱状气液分离器的分离规律研究

目前关于螺旋气液分离器的研究大多侧重于低含气体积分数条件下的分离性能，高含气体积分数下的分离性能研究相对较少。为此，对比了螺旋气液分离器在低含气和高含气条件下的质量分数场变化规律，并对其在低含气和高含气条件下底流出口含气体积分数、脱液效率、脱气效率以及切向速度场进行了分析。研究结果表明：入口含气体积分数在不断上升过程中，当达到50%时，气相几乎均匀分布在整个气液分离器，气液分离器当中已经没有明显的
油气田开发工程 | 痕量化学示踪剂定量评价砾岩储层体积压裂改造效果

油气田开发工程 | 痕量化学示踪剂定量评价砾岩储层体积压裂改造效果

水平井和大规模水力压裂组合技术是开发致密砾岩油藏的关键。良好的压裂改造效果对砾岩油藏的高产、稳产起到重要作用，然而砾岩储层压裂改造效果评价至今仍存在诸多问题。为此，使用理论分析和现场试验相结合的方式，基于痕量化学示踪剂定量评价了砾岩储层体积压裂改造效果，介绍了痕量化学示踪剂的技术原理和实施方案，归纳了示踪剂的产出曲线特征，围绕产出贡献、裂缝形态、井间干扰3个方面进行分析，并讨论了缝网形态诊断方面的
油气田开发工程 | 新型陶瓷膜一体化元件的采热性能研究

油气田开发工程 | 新型陶瓷膜一体化元件的采热性能研究

油田污水余热资源丰富，但由于缺乏经济性的余热回收利用技术，造成热能流失。为提高油田污水余热资源利用水平，基于污水处理与余热回收利用一体化基本思路，设计了换热管为螺旋（LX）、螺旋翅片（LC）、光滑（GH）、直翅片（ZC）等4种结构的陶瓷膜过滤与换热一体化元件，并建立了元件的热、流、固耦合数值模型；采用有限元法对4种换热管的流场、采热性能进行了对比分析和优选。分析结果表明：LX换热管可同时增强内外流
油气田开发工程 | 基于悬点载荷的抽油杆断脱原因诊断研究

油气田开发工程 | 基于悬点载荷的抽油杆断脱原因诊断研究

目前抽油杆断脱研究集中于断脱后的机理分析，对断脱预防较少涉及；井下工况故障诊断也大多依赖于示功图，无法诊断井筒摩阻影响。为此，以抽油杆力学模型为基础，分析故障井悬点载荷理论计算结果与现场值差异，提出修正力学模型，采用BP神经网络方法对影响因子进行预测、回归和验证，实现修正结果与现场结果匹配，进而对井下异常工况进行诊断。研究结果表明：训练后的BP神经网络模型结构简单，易于操作，诊断效率高，预测精度高
油气田开发工程 | 砂泥岩互层储层防砂优化设计试验研究

油气田开发工程 | 砂泥岩互层储层防砂优化设计试验研究

南海WC疏松砂岩油藏具有出砂严重、储层非均质性强和砂泥岩小层交错分布的特点。传统防砂设计方法适用性差，导致筛管堵塞严重，产能持续下降，严重影响了油田的正常开发。为研究砂泥岩互层对防砂筛管的堵塞机理，优选适合该类储层的防砂方式，基于相似模拟原理研制了可旋转式防砂物理模拟试验装置。利用该试验装置，结合现场实际工况重点考虑砂泥岩互层储层的互层比与井筒井斜角两大因素，评价分析了不同因素对防砂方式的影响。研
石油管工程 | 长输油气管道环向表面裂纹扩展特性研究

石油管工程 | 长输油气管道环向表面裂纹扩展特性研究

长输油气管道在复杂载荷作用下失效问题频发，甚至出现因裂纹而泄漏等现象。为研究长输油气管道中环向表面裂纹的扩展特性，以含表面裂纹的长输油气管道为研究对象，基于围线积分法计算了长输油气管道表面裂纹尖端的J积分，基于扩展有限元法（XFEM）模拟了环向表面裂纹的扩展过程，同时分析了裂纹尖端张开位移（CTOD）的变化特性。分析结果表明：相较于内压，轴向载荷对环向表面裂纹的扩展有更大的影响；在相同载荷下，长输
石油管工程 | 分瓣式整形器对高钢级套管修复力研究

石油管工程 | 分瓣式整形器对高钢级套管修复力研究

针对井下套管变形问题，胜利油田采用高强度、抗压能力强的TP140V高钢级套管进行井下作业，但变形后的TP140V高钢级套管回弹率高，使用常规整形工具易造成遇卡。分瓣式整形器可以有效避免上述问题。为此，通过有限元模拟仿真与室内试验相结合的方法，针对壁厚为9.17 mm、外径为139.7 mm（5.5 in）的TP140V高钢级缩径套管，探究摩擦因数、单次整形量及套管材料对分瓣式整形器整形的影响规律。

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