深井温度对套管强度的影响探讨

随着钻井深度的增加,井下温度的增加对套管强度的影响增大,这同时关系到安全钻井和油气井寿命,同时也影响到钻井成本。早期套管强度设计没有考虑温度的影响。实践证明,深井中温度对套管柱的抗挤强度、抗拉强度等都有影响。实际上,套管柱在井内受各种力的作用,但总结起来是三轴应力的作用,即周向应力、径向应力和轴向应力。现在将温度考虑进套管强度设计中,针对深井条件下温度对套管柱强度的影响问题,对套管柱在深井中进行了受力分析,建立了深井温度对套管柱强度影响的计算模型,利用建立的模型对套管柱强度进行了计算分析,优化套管柱设计,所以对于分析温度对套管强度的影响具有重要的意义。     

大庆油田古龙1井套管柱设计方法分析及优选

针对目前大庆油田最深的一口风险探井--古龙1井,为了使套管满足空气钻井和经济性需要,首次使用组合套管柱设计方法,同时在设计中对套管强度进行三轴应力强度校核,分析了套管强度设计的误差,给出一套新的安全经济的套管柱设计方法,为以后超深井套管柱设计提供了一个新的思路,对于指导设计与现场施工具有重要的意义.     

Genetic Algorithm-based Optimized Design Method for Casing String

针对复杂地质条件下套管外载荷多变的特点,建立了基于遗传算法的套管柱优化设计方法。应用遗传算法理论,确定染色体编码方式、初始种群的产生方法、染色体评估函数及遗传操作,建立基于遗传算法的套管柱优化设计模型,从而克服了传统套管柱设计方法在复杂地质条件下套管柱强度设计中运算过程复杂,无法兼顾套管成本与风险因素的缺点。对普光气田某井套管柱进行的设计验证情况表明,该方法设计结果准确可靠,既提高了套管柱可靠性,又有利于降低成本。该项研究为复杂地质条件下优化套管柱设计提供了新的方法。     

煤矿瓦斯抽排井套管强度校核计算方法探讨

近年来在煤矿安全生产中瓦斯抽排井得到越来越广泛的应用。这类井施工周期长、难度大、要求高,再加上套管直径大、总质量大、施工和套管的成本费用也很高,据所掌握的工程资料,国内已有数口井在施工过程的不同环节发生了不同形式的套管挤毁事故,造成整井报废,损失惨重。以某瓦斯抽排井下套管过程中工作套管发生严重挤毁事故为例,对其受力情况进行了深入分析,并在此基础上对大直径套管三轴应力强度校核计算方法作了详细论述。通过与传统单轴应力强度计算方法进行对比分析认为,套管三轴应力强度计算结果更准确科学,采用三轴应力强度计算方法指导前期套管设计,工程质量更加安全可靠,值得推广应用。     

基于Web的采煤机扭矩轴参数化分析系统

提出了基于Web的采煤机扭矩轴参数化分析方法,结合MATLAB软件,运用ASP.NET技术,以C#语言为基础,设计开发了采煤机扭矩轴参数化分析的网络界面,可使用户在远程客户端直接求解受同一扭矩的、不同尺寸下的扭矩轴卸荷槽所产生的最大剪应力。     

基于计算机用户体验的Web设计

随着互联网的发展,网站竞争相当激烈,同一个类型的网站可能有上万家在竞争。为了使网站在竞争中保持优势,基于用户体验的Web设计成为了人们关注的热点,为越来越多的人所重视。用户体验的好坏直接决定了用户是否会再次光临。根据Web软件的设计特点,主要对如何基于用户体验进行Web设计进行了归纳总结和理论探讨。     

套管柱扶正优化设计与软件实现

目前丛式井组已经成为主要开发井型,大斜度定向井、大位移井和水平井的应用也越来越多,精细油藏管理对固井质量的要求越来越高。套管居中是提高固井质量的前提,套管扶正器类型选择、可能的组合和安装间距优化是复杂井况下套管居中设计的重点。基于套管受力与变形分析,结合相关行业标准,基于弹性扶正器力学特性和套管柱连续梁力学模型,建立了实际井况下套管居中度计算数学模型,并应用Microsoft C#语言编程开发了套管扶正器安装间距优化软件,成功应用于套管柱扶正工程设计。     

大直径工程井成井下管方法探讨

根据用途不同,大直径工程井成井后套管直径一般在450~1300 mm范围,井眼和套管尺寸大、套管质量大是该类工程的显著特点之一。简要介绍了大直径工程井常用下管方法、套管连接方式及大直径工程井套管强度设计原则。结合工程实例,阐明了只要科学地进行套管柱强度设计、采用合理的下管方法和套管柱连接方式,选用提升力100 t的钻机也能安全实现重约300 t套管的下管作业。     

可靠性理论在套管柱强度设计中的应用

在套管柱强度设计中，影响安全系数的因素很多。由于理论研究和技术条件的限制，我们对安全系数的选取还有一定的盲目性，为了解决此问题，介绍了可靠性理论及其在安全系数选取方面的应用。实践证明，采用可靠性理论确定套管柱强度设计的安全系数时，概念清晰、计算简单，结果可靠，具有一定的可操作性。同时可以降低对该地区其它井的安全系数值的依赖性，对于勘探井套管柱强度设计中安全系数值的合理选取具有指导意义。     

轴向冲击器设计计算及有限元分析

针对深井、超深井岩石硬度大、研磨性高导致的钻速慢、钻井周期长的问题,提出在深井、超深井钻井中采用新型液动旋冲钻井技术。设计了一种基于涡轮组驱动的新型轴向冲击辅助破岩工具,通过阀板和传动短接端面的错开—咬合产生高频冲击。对危险截面进行了强度计算,结构均满足强度要求。利用SolidWorks软件的Simulation插件分析了关键部位的应力及应变分布情况,中心轴和阀板—传动短接在受到最大设计载荷时的安全系数分别为1.894和2.370,设计安全可靠。阀板—传动短接的应力分布过于集中,低应力值的分布相对较广,存在一定结构冗余。强度计算及有限元分析为后续的结构优化设计提供了参考依据。     

方钢管混凝土拱架套管节点压弯试验研究

为掌握钢管混凝土拱架套管节点压弯力学特性,考虑核心混凝土强度等级、套管长度、套管壁厚、套管间隙4个影响因素,设计了正交试验方案。采用ABAQUS开展了数值试验,并通过室内试验进行了验证;分析了套管节点偏压作用下的运动及受力变形模式;得到了套管试件的Mu-Nu曲线,拟合了试件的压弯承载力表达式;对极限承载力的正交分析发现,核心混凝土强度、套管长度分别是影响试件轴压承载力和抗弯承载力的主要因素,其他因素的影响很小;套管节点的存在使试件的轴压承载力降低30%左右,也使试件的抗压弯综合能力降低,且套管越短,降低越明显。     

基于KISSsoft的齿轮传动设计

基于KISSsoft软件对齿轮传动系统进行建模,齿轮强度校核、轴强度校核及轴承寿命计算。对计算结果进行分析,为进一步系统的优化设计提供了理论依据。KISSsoft软件的使用,提高了计算精度及设计效率。     

销轴强度分析及优化设计

利用多体动力学软件确定销轴的最大受力及位置，利用有限元分析软件对销轴进行了强度分析，利用疲劳模块对销轴进行了疲劳寿命分析，发现销轴存在应力集中、受力不均匀及疲劳寿命不高等问题。基于理论分析法确定了销轴强度及疲劳寿命的影响因素，并对结构进行了优化设计。结果表明，优化后的销轴应力分布、应力集中情况均有改善，且沿圆周方向无应力集中现象，疲劳安全系数高。     

钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响研究

为提高钢管混凝土柱轴压承载力,在自密实混凝土中掺入钢纤维,研究不同钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能的影响。通过设计正交试验,研究3组钢纤维掺量对自密实混凝土强度的影响,并为钢管混凝土钢纤维用量提供依据;对钢纤维组、普通组自密实钢管混凝土柱进行轴压试验,研究钢纤维对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响;基于ABAQUS建立26组不同钢纤维掺量钢管混凝土柱模型,根据现场试验结果验证模型的正确性,分析其中6组钢纤维掺量对其轴压性能的影响,并建立不同钢纤维掺量下钢管混凝土柱轴压承载力计算公式。结果表明,2 % 掺量钢纤维对自密实混凝土强度增长的贡献较为显著,并能提高约4 % 自密实钢管混凝土柱轴压承载力,为最适宜掺量。提出考虑钢纤维掺量对钢管混凝土强度提高的计算式,与试验结果吻合良好。     

井口套管取换技术在川西气井中的应用

深井钻井过程中井口段套管易发生磨损,造成套管强度降低,增加了后期作业及采输生产的安全风险,特别是高压气井。而目前只能通过取换方式处理损坏后的井口段套管,取换作业难度大、要求高。提出了两套井口套管取换方案,结合作业难度,推荐优先采用套管倒扣直接对扣回接的方案。     

基于Web Service的钻孔柱状图网络成图系统研究

钻孔柱状图是地质勘查等领域的基础图件,地质调查的大规模展开和钻孔数据的保密性、安全性特点对钻孔柱状图的快速成图提出了更高的要求,现有的数据与软件绑定的钻孔自动成图系统难以满足上述要求。提出基于Web service的钻孔柱状图远程成图方法,设计了钻孔数据存储层、钻孔数据标准化层、Web service产生层和用户表现层的4层远程成图架构,进行了Web service的接口设计,基于ArcGIS Server开发了成图系统。该系统使钻孔柱状图成图变为对不同图道的Web service的“积木式”搭建,客户端软件、网络浏览器和移动终端以相同方式使用Web service进行自定义制图,具有数据保密性强、网络远程操作、自定义成图等优点,已在多家大型单位使用,具有较强的实用价值。     

套管的井内悬持装置

在深井中套管柱的悬持装置承受管柱重量所引起的极大拉力。不仅中层套管和开采油管而且一根或数根风泵管的重量都作用在依于井口的悬持装置(见图)上。负荷的大小是     

基于界面强度理论的沿岩层探放水钻孔孔口管长度计算

深部开采所面临的高水压对井下探放水工作提出了更高的要求,而井下探放水钻孔的安全性主要取决于孔口承压套管埋设深度能否满足要求。运用理论方法对沿岩层探放水钻孔孔口承压套管系统进行研究得出:孔口承压套管—水泥体界面的粘结强度和水泥体—岩石界面的粘结强度是影响孔口承压套管—水泥体—岩石系统安全性能的决定性因素。基于界面强度理论,推导出孔口管长度和水压之间的数学关系,以某矿Ⅱ51轨道大巷探查钻孔设计为例,通过数值模拟软件得到相应条件下的孔口管留设长度,为矿井的安全生产提供了依据。     

水泥环参数和套管形状参数对套管强度的影响

目前,国内外均面临着严重的套管损坏问题,因此研究套管强度的影响因素是必要的。通过建立套管和水泥环的三维有限元模型,并利用Ansys有限元分析软件研究了水泥环参数、套管偏心率和椭圆度对套管强度的影响。模拟结果表明,只有水泥环的弹性模量超过一定值,增加水泥环的厚度、弹性模量才能提高套管的强度,否则还会增加套管内壁的等效应力,并且得出了水泥环对套管强度的增幅效果是套管径厚比的函数;此外套管的强度随着套管偏心率和椭圆度的增加而大幅度降低,容易引起套管屈服破坏。     

煤层气水平井射孔完井段抗有效外挤能力的有限元分析

随着技术水平的不断发展与完善,现代水平井钻井技术在煤层气开采中得到了广泛的应用,其中射孔套管在不同的生产时期、生产条件和不同的煤层地质环境下,受力情况是不同的。在常规的条件下研究水平井段射孔套管的受力情况,即在确定套管的有效外挤压力的情况下,利用有限元分析软件ANSYS对射孔套管进行了实体建模、网格划分及有限元计算。最终通过数据处理及对比分析,得出射孔套管受力情况随着有效外挤压力增加的变化规律,从而确定了射孔套管达到抗外挤强度最小值时的最大有效外挤力,为套管强度设计奠定基础。