封隔器胶筒结构改进及有限元分析

封隔器密封失效主要由胶筒损坏引起,为了提高封隔器胶筒的密封性能,减小肩部突出,更有效地满足生产需要,设计了新型封隔器胶筒结构。利用ANSYS软件对常规和新型封隔器密封胶筒进行有限元分析计算,得到了胶筒的变形状况和接触应力沿胶筒轴向的分布情况。结果表明,靠近加载端的上胶筒所受接触应力最大,起主要密封作用;在相同条件下,对比两种结构封隔器胶筒的变形和接触应力,可知新型封隔器胶筒与套管的最大接触应力较大,接触长度较长,且肩部突出较小。因此,采用新型封隔器胶筒结构可以提高封隔器的密封性能。     

滤波法反演超深井三维井眼轨迹

三维井眼曲线连续光滑性是分析油气井管柱可下入性的关键。本文采用五点平滑滤波法对实测数据进行平滑处理,减小了实测数据产生的误差,还原了井眼曲线连续光滑的本性;在五点平滑滤波法确定井斜数据的基础上,采用三次样条插值得到任意井深位置井斜角、方位角等基本参数;结合微分几何方程获得井眼轴线坐标函数。计算结果与实测结果对比表明,在任意两个已知测点间,进行未知测点插值计算得到的井斜角和方位角,与实测值相比,误差很小,相对误差基本在1%以下,满足实际三维井眼轨迹的计算要求,具有工程实用价值。     

超深井管柱下入载荷分析

随着油气井深度增加,深井管柱更加难以下入,下入载荷大小预测计算更加重要。本文基于对入井管柱受力分析和简化假设,利用微分几何公式和管柱本构方程,推导出管柱载荷控制微分方程。本文利用样条插值函数,借助Matlab编写程序对井眼数据进行插值,并拟合得到井眼轨迹曲线,为管柱下入载荷计算提供合理的基础数据。采用有限差分法对微分方程进行求解,求得管柱的约束反力、摩阻力、大钩载荷等。通过工程实例,经计算钩载与实测钩载对比表明,计算钩载跟实测最大钩载误差绝对值小于2.8%,误差很小,可以作为作业现场钩载预测的依据。     

压缩式封隔器异型胶筒密封性能分析

为了提高油田分层开采特别是非常规油气完井技术中使用的封隔器常规胶筒的密封性能,使其应力分布更均匀,通过在胶筒与中心管接触一侧的中间开设小圆槽,设计出几种具有不同半径小圆槽的异型胶筒。采用非线性有限元方法,利用 ANSYS 分析软件建立封隔器胶筒有限元模型,对比分析常规胶筒和异型胶筒的密封性能,并研究圆槽半径对封隔器密封性能的影响。结果表明：异型胶筒最大接触应力明显高于常规胶筒,且接触应力分布均匀,因此其密封性能高于常规胶筒;在一定范围内,圆槽半径对接触应力影响不大,但圆槽半径过大会降低封隔器的密封性,应根据现场实际情况来确定圆槽半径。     

基于AMESim抽油杆变形实验平台液压系统仿真与分析

为了能够直观地研究抽油杆在井下变形情况,研制出抽油杆变形实验平台。该平台采用由PID控制的液压伺服加载系统,输出模拟抽油杆在井底弯曲变形时需要的轴向力与位移。为分析和提高伺服系统精度与稳定性,通过AMESim软件对加载系统进行建模、仿真,同时考虑了PID对系统误差调整的影响,最终获得合适的PID设置参数与液压系统方案,为抽油杆变形理论研究提供了精确、稳定的测试平台。