海洋水下井口封堵装置技术研究与发展建议

介绍了海洋水下井口封堵装置及其技术发展现状,尤其对当前美国OSRL、MWCC、Wildwell及英国OSPRAG等几家联合公司的典型封堵装置的结构技术参数和性能特点进行了重点分析研究。最后提出搞好深水相关装备技术研究、实施联合开发与集成创新、加强装备研发和人才培养力度及加快海洋工程试验基地建设等4点海洋水下井口封堵装置国产化发展建议。     

月牙形和偏心圆筒形内壁磨损套管应力分析

为了分析偏心圆筒形磨损套管和月牙形磨损套管的等效应力,以177.8 mm×12.65mm的P110钢级套管为例,建立了月牙形磨损套管和偏心圆筒形磨损套管的有限元模型,用有限元法分析了内、外压作用下不同磨损深度套管的偏心圆筒形模型和月牙形磨损模型的等效应力,同时还分析了不同直径钻杆磨损后月牙形磨损套管的等效应力。分析结果表明,受磨损套管内部应力的影响,在内、外压作用下月牙形磨损套管的等效应力大于偏心圆筒形磨损套管的等效应力;将月牙形磨损模型转化为偏心圆筒形模型来分析磨损套管的等效应力是危险的,相同磨损深度和载荷作用下月牙形磨损模型的等效应力更大;将月牙形磨损模型转化为偏心圆筒形模型来分析磨损套管的剩余强度值偏大。     

连续管旋转射流油管除垢技术研究和应用

为了对油套管内壁进行全方位的清洗除垢,同时克服射流清洗除垢方式的不足,提出了连续管旋转射流除垢技术。该技术通过减少喷嘴数量和降低排量,提高喷嘴的射流速度,利用喷射反力和旋转接头使喷嘴旋转对油管内壁实施全方位除垢。旋转射流工具包括限速旋转接头和喷嘴,对喷嘴流道和射流流体进行了优化,通过地面试验对限速旋转喷射工具的性能和参数选择的合理性进行了验证,同时对该技术进行了现场应用。地面试验结果表明,油管除垢的喷嘴射流速度要在150 m/s以上,这样才能完全清除油套管内壁的杂质,达到恢复井筒通径的目的。     

螺旋缝焊管焊缝形状预测

以生产现场收集的试样数据为依据,利用回归分析与神经网络研究螺旋缝焊管焊缝形状参数(余高、熔深及熔宽)与焊接工艺参数(焊接电流、电弧电压与焊速)之间的关系,从而达到预测焊缝形状的目的。最终成功地利用BP神经网络创建了单丝焊准559mm×8.8mm与双丝焊准1219mm×17.2mm这2种规格焊管外焊缝形状预测模型,并且创建了螺旋缝焊管焊缝形状预测系统。     

水泥环缺失对水平井套管强度安全性影响分析

在水平井固井过程中,常常发生水泥环缺失,影响套管的强度安全性。为此,综合考虑水泥环缺失位置、缺失厚度与环向缺失角度,利用有限元分析方法,建立了水平井套管-水泥环-地层力学分析模型,考虑套管内压与非均匀地应力的作用,模拟水平井中水泥环缺失段套管的应力分布情况,着重分析了第一胶结面和第二胶结面水泥环缺失厚度对套管强度安全性的影响。分析结果表明:水泥环第一胶结面缺失对套管的应力分布影响较大,缺失比存在一个临界值,若缺失厚度大于该临界值,套管的应力将发生突变;水泥环第二胶结面缺失时,套管应力随缺失厚度增大而逐渐增大,没有应力突变;套管应力极值点位置随着水泥环环向缺失角度的变化而变化,环向缺失角度为60°时,套管的应力极值最大。所得结论可为水平井固井过程中套管的强度判断提供依据。     

三偏心蝶阀优化设计的遗传算法及Matlab实现

传统复合形算法在快速构造初始复合形、有效进行一维搜索、合理构造新复合形等方面存在不足,不再适应三偏心蝶阀密封副新的设计要求,为此提出一种基于工程遗传算法的三偏心蝶阀密封副主结构参数优化设计思想。在分析蝶阀结构原理的基础上建立了密封副优化模型,并利用Matlab遗传算法优化工具箱对问题进行了求解。结果认为,三偏心蝶阀摩擦特性最优化模型为多维约束优化问题,且目标函数和约束函数为非线性的;遗传算法对目标函数和约束条件复杂程度没有过多要求,且能在较大的概率和有效时间内求得整体最优解。     

基于钻井数据反演的牙轮钻头与岩石互作用仿真

通过建立牙齿的简化破碎坑模型和牙齿微面上的受力模型来模拟牙轮钻头与岩石的互作用,由破碎坑半锥角θ和力-压入系数k共同反映钻头结构、钻井参数以及岩石性质等因素的综合影响。根据现场钻井数据,采用误差梯度下降算法结合计算机仿真技术来反演这2个模型的参数值,并使用反演得到的参数值,进行钻进过程的计算机仿真致效,所得钻头的仿真钻进曲线和机械钻速与实际钻井十分吻合。研究结果表明,基于钻井数据反演的牙轮钻头与岩石互作用仿真方法,可以通过相对简单的模型求得更加准确的结果。     

长期存储对钢管质量的影响及建议

分析了钢管在国内干燥气候地区、年降雨较多地区长期露天存储时存在的问题,并提出了具体解决措施.分析认为：目前国内钢管长期露天存储时,存在表面锈蚀、壁厚与椭圆度超差、防腐层老化及翘边等问题;因此,建议在开始存储时就使用结实耐用的不透明遮盖物,遮盖时保证钢管表面通风,存储时有支撑物,去除管端保护器,确定合理的堆放层数等.     

CO2泡沫压裂中井筒的压力分布研究

正确选择泵压关系到压裂的成败,而井筒的压力分布直接影响泵压的大小。本文在现有方法存在问题的基础上,考虑了压裂过程中泡沫压裂液的泡沫质量、密度、流变参数等变化,总结出二氧化碳泡沫压裂液在注入过程中压力分布的基本理论模型。运用以上方法对某井进行了预测,计算简单,精度较高,具有一定的实用性。