摩擦润滑对金属定子衬套外高压成形结果的影响

大长径比金属定子衬套成形管件需要保证较高的贴模质量和成形质量,而摩擦对成形管件的成形质量的影响较大。综合考虑成形管件内径、材料性能参数、加载路径和成形压力等参数的影响,建立金属定子衬套外高压成形数值仿真模型,研究摩擦润滑对等壁厚金属定子衬套成形质量的影响。结果表明:随着摩擦因数增大,成形管件轴向材料塑性流动增幅较大,但成形管件中间截面等效塑性应变沿路径的分布规律基本相同,数值变化幅度也较小。综合分析成形管件过渡处对角距离、壁厚分布标准差和相对壁厚误差3项成形质量评价指标,结果表明,管件成形质量随摩擦因数增大而降低,所以在等壁厚金属定子衬套成形过程中,需要尽量改善管件与模具之间的摩擦润滑条件。     

高压井控楔形节流阀三维流场模拟及阀芯失效分析

井控节流阀是钻井井控管汇中的关键设备,直接关系到压井的成败。根据节流阀实际流场情况,建立了楔形节流阀三维有限元模型,并基于流体动力学理论,运用流体分析软件对高压井控节流阀内的三维流场进行了模拟,得出节流阀内部流场分布规律及特点。结果表明,由于内部流体的高速流动,阀芯在楔形面沿轴向处以及前端处会首先发生冲蚀失效。将该分析结果与现场阀芯失效的实际情况进行了比较,结果非常吻合。     

井下防喷器的现状分析与研究

防喷器是防止井喷的重要工具,但是目前世界范围内每年都有几起井喷事故发生,造成严重的经济损失和人生安全的威胁,所以开展新式防喷器的分析研究工作具有重要的现实意义和经济价值。本文对几种井下防喷器的工作原理进行了分析研究,指出了存在的问题和不足,并在此基础上提出了一些合理的建议,相信对我国自主研究井下防喷器的同仁有一定的借鉴作用。     

高压节流阀节流特征及流固耦合失效分析

以川东北地区高压裂缝性气藏开发钻井现场普遍使用的楔形节流阀为例,分析开度与节流面积、节流压降、流体速度的关系,并依据伯努利方程建立节流压降与开度、流体密度、进口流量的数学模型,采用workbench流固耦合数值模拟方法,对所述条件下的节流阀内部流场和阀芯应力分布对比分析。结果表明,楔形节流阀节流能力随开度的增大迅速减小,随流体密度、进口流量的增大而增大,在一定开度下,由于阀腔内流体的高速流动,阀芯变径台阶面与轴销连接孔位置处出现应力集中,同时阀芯节流面附近有明显漩涡产生,引起阀芯振动,容易导致断裂失效;当开度较小时,节流效果显著,含固相颗粒的流体容易造成节流阀堵塞,且高速流体对阀座冲刷引起刺漏,该分析结果与现场节流阀失效情况十分吻合。     

自转式空气锤活塞用20CrMnTi钢热处理工艺优选及力学性能测试

利用HB-62.5型布氏硬度计测试了20CrMnTi低碳合金在不同热处理工艺下的布氏硬度值,并与自转式空气锤活塞需用工况下的硬度值进行比较,优选了满足硬度设计要求的热处理工艺;在满足上述硬度要求的热处理工艺基础上,利用HY-930TS万能试验机和HY-608冲击试验机分别对试样进行了拉伸性能和冲击性能试验;在满足新型自转式空气锤活塞需用工况下所需性能参数的前提下,确定了20CrMnTi最佳热处理工艺:880℃×80 min油冷+550℃x100min后水冷.     

水平井无限级压裂滑套摩阻模型建立与验证

水平井加砂压裂过程中,大排量、高砂比压裂液易使滑套内壁面和开关工具外表面产生较强的冲蚀破坏,严重降低工具的使用寿命,影响现场安全有效施工。考虑上述实际工况,制定了工具串联式的实验管串结构和实验初步设计方案,建立了管串内部流体摩阻数学模型,研究结果表明,砂泵采用两两串联再并联的组合方式,既能满足实验所需的排量要求,又能提供用于平衡管路之间流体摩阻损失的压头。完善了实验方案,建立了满足实验要求的冲蚀实验台架。当流量为4.75 m3/min、滑套Ⅱ总成开孔数为2 时,管路整体压头约为48.82 m,实验结果满足设计要求;同时,摩阻损失理论计算结果约为48.44 m,与实验摩阻损失基本相等,说明理论模型具有较高的准确度。     

闸板防喷器胶芯密封及损坏机理分析

以闸板防喷器胶芯为研究对象,通过试验确定了胶芯的本构关系,建立了闸板防喷器胶芯与钻杆的三维简化模型,对胶芯与钻杆进行了接触分析。研究了4种不同冲击载荷作用下胶芯与钻杆之间的接触应力分布规律,结果表明,在胶芯与钻杆的接触面上出现了一个长条形的应力集中区,对密封起主要作用;冲击压力的不断增加,使得胶芯与钻杆之间的接触面积不断减小是导致胶芯密封失效的原因,并将该分析结果与油田现场胶芯密封钻杆的实际情况进行了比较,发现胶芯损坏的部位均处于胶芯接触应力集中处。     

油气田钻井节流管汇系统的技术发展

随着我国油气勘探开发向深部、深海推进,节流管汇系统的安全可靠性成为国内外研究的热点之一。本文在对国内外资料进行充分调研和分析的基础上,介绍了节流管汇系统的基本组成、技术现状和发展趋势,指出多级节流和精细控压是节流管汇系统未来的发展方向,节流阀阀芯材料的优选、结构改进和优化是实现节流管汇系统长期稳定工作的前提。     

国内外页岩气水平井分段压裂工具发展现状与趋势

页岩气作为典型的非常规油气藏资源,具有低孔隙度、极低基质渗透率等特征,实施水平井分段压裂改造已成为实现页岩气藏高效开发的关键技术。国外北美地区页岩气开发已实现商业化,并形成了一系列以实现“体积改造”为目的的页岩气压裂技术及配套工具。国内页岩气开发工艺和自主工具研制均取得了很大的进步。通过调研桥塞/球座+分簇射孔联作、套管固井滑套等页岩气水平井分段压裂技术,介绍了复合桥塞、可溶性桥塞、OptiPort、FracPoint等不同工具的工作原理及结构组成,简述了不同工具的国内外应用现状,对比分析了不同工具的性能特点,指出可钻式复合桥塞系列化研究、可溶性工具的技术攻关及无线智能滑套工具的先导性研究为今后研究的重点攻关方向。     

影响井下防喷器胶筒与套管间摩擦因数的因素

通过摩擦试验,研究了正压力、相对滑动速度以及润滑条件对井下防喷器胶筒与套管间摩擦因数的影响。结果表明:相同正压力下,无润滑剂和水润滑摩擦时,两者间的摩擦因数随着滑动速度的增加而增加,在油润滑时,滑动速度的增加有利于润滑膜的形成,使摩擦因数降低;在相同正压力和相对滑动速度下,油润滑摩擦因数均值最小,水润滑时次之,无润滑剂时最大;正压力的影响无规律性。