大位移井技术发展现状及启示

在介绍国内外大位移井的基础上,指出大位移井的突出特点是?311mm(12?in)井眼处于大斜度长裸眼稳斜段,这就决定了扭矩/摩阻是钻大位移井的核心问题。文中重点介绍了大位移井井眼轨道优化设计、扭矩/摩阻和井眼轨道控制工具等三项钻大位移井的关键技术。认为我国已有钻2600m以上水平位移井的能力,应借鉴国外把水平位移4000m的井作为六位移井起步的经验,但应对设备能力进行评估和适当优化升级。     

大位移井钻井技术研究与应用

20世纪90年代以来,国外大位移井钻井技术飞速发展.为了发展我国自己的核心钻井技术,在国家"863"项目的支助下,研究了一套以扭矩、摩阻为核心的集成钻井设计和施工监测软件,及一套正排量井下可变径稳定器和一套井下闭环可变径稳定器;在钻成6口水平位移近4000 m的大位移井的基础上,集成了一套实用的钻井技术.     

深水工况下套管柱载荷分析

深水钻井施工风险高,成本高昂,需要研究科学的套管设计方法,以避免或减少因设计不合理而造成的井下事故与复杂情况。目前套管柱强度设计方法缺乏对深水钻井工艺条件的考虑,因此有必要进行深水套管柱载荷分布的研究,以弥补现有设计方法的不足。考虑深水作业过程中隔水管解脱、钻井液漏失、套管试压和固井等复杂工况,针对不同的工况,给出了套管内压、外挤及轴向等套管载荷的计算方法,并对国内一口深水井进行了实例分析。分析结果表明,原有的套管柱强度设计方法不能满足深水套管柱设计的要求,考虑深水特殊作业工况是正确选择套管柱的前提。该套管载荷的分析计算方法可用于陆地及浅海钻井套管柱设计。     

全井钻柱系统耦合振动多体动力学模型的建立与算例分析

基于绝对节点坐标法建立全井钻柱系统的多体动力学模型,研究系统的耦合振动现象;将大长细比柔性钻柱离散为绝对节点坐标梁单元,讨论梁单元格式,并研究井口、钻头处边界及钻柱与井壁的接触/摩擦模型,给出包含绝对节点坐标梁单元的钻柱系统运动方程;采用向后差分法求解微分-代数方程组,开发多体动力学求解器及相应的前、后处理器。通过直井、定向井算例分析了全井钻柱系统的轴向、扭转、横向耦合振动特性,结果表明本文提出的力学建模和数值分析方法可实时捕捉到钻柱系统的耦合振动现象,能够在钻柱系统动力学研究和工程应用中发挥作用。     

肉桂精油-海藻酸钠可食性抗菌膜的研制

以海藻酸钠为成膜材料,并添加不同质量浓度的肉桂精油来制备可食性抗菌膜。根据膜的力学性能和抑菌性能,确定了可食性膜中添加海藻酸钠、甘油和肉桂精油的最佳质量分数,以及可食性抗菌膜的最佳干燥温度和干燥时间。实验结果表明：在海藻酸钠的质量浓度为20mg／mL,甘油的添加质量分数为1．0％,肉桂精油的添加质量分数为2．0％,干燥温度为50℃和干燥时间为4．5h的条件下,所制备的膜具有最佳的力学性能和抑菌性能。     

水声通信在隔水管监测系统中的应用与实现

针对3 000米深水钻井隔水管监测系统的数据实时传输问题,设计了一种水声通信系统方案。从信号调制方式的选取、最佳载频的选取以及帧结构的设计等方面详细介绍了该通信系统方案,并给出整个系统工作流图。立足实际应用,采用C语言实现了通信系统中信号同步、信号解调、数据显示等关键技术,使得整个系统具有了实时监测、实时传输、实时显示的功能。通过消声水池试验和水库试验验证了该方案的可行性。     

旋转导向系统三翼肋偏置位移矢量控制方案

利用三翼肋静态偏置式旋转导向工具,研究了偏置位移矢量控制方法,将其简化为控制平面内位移矢量的合成与分解。结合工程实际要求,提出了分位移矢量计算的就近原则和最小能量原则。考虑到外套旋转角速度和翼肋动作到位时间,提出了分位移矢量计算方法,并实现了编程控制。将控制程序嵌入井下微处理器中,与随钻测量系统、地面监控系统构成信息大闭环控制系统,给出了具体应用方法,为旋转导向工具研制及现场应用提供理论依据和指导。     

天然气水合物层固井低热水泥浆研究

海洋深水表层固井作业环境具有低温、低地层破裂压力以及存在天然气水合物等突出问题,开发低热水泥浆,形成一套能够在天然气水合物层的低温环境下高效封固表层的硅酸盐水泥浆体系,是保证海洋深水勘探开发有效开展的关键。通过筛选和研制放热平衡抑制剂,使其在低温下能够吸收水泥水化产生的热量,平衡抑制热量,控制温度上限,可有效地降低水泥水化热,从而确立了一套可适于天然气水合物层固井的低热水泥浆体系。该体系在低温环境下具有低水化热、高早强、低滤失以及良好稠化和防气窜等性能,能够满足海洋深水天然气水合物层固井作业要求。     

救援井电磁探测工具分析及应用研究

对国内外各种救援井测距系统的基本原理和发展现状进行了全面分析,从探测距离、精度、入射角、测距时间等方面对比分析了主动测距系统和被动测距系统,同时结合救援井测距系统对2010年墨西哥湾事故救援井作业流程及测距工具在其救援井作业过程中的应用进行了研究,重点分析了救援井作业过程中测距作业流程。该项研究结果对可能出现的救援井作业具有一定的借鉴和参考意义。     

我国海洋深水关键钻采设备国产化现状的几点思考

本文针对国家有关部委15年来支持的科研项目,以一些国内海洋深水钻采工程装备和水下设备的研发制造现状为对象,阐述了项目目前的工作进展概况.本文从陈述水下设备系统的构成及研究重要性出发,指出了在水下防喷器组系统、钻井隔水管系统、平台钻机系统研制中,系统性工作的考虑不足和相关改进意见;提出了对水下采油树应用深化及与智能完井技术相结合的建议,以及对深远海钻井船配备和深海控压钻井设备国产化的需求.最后,本文对深水钻采设备国产化"最后一公里"的海试问题提出了思考方案.