无节流自助解封封隔器及工艺管柱研究

为了解决K344封隔器分层压裂技术需要节流压差坐封、施工后胶筒回收不完全,以及Y241封隔器分层压裂技术上提管柱解封困难的问题,研制了一种无节流自助解封封隔器及工艺管柱。研制的无节流自助解封封隔器采用弹簧自助解封机构、割缝中心管和压缩胶筒的结构形式,提高了下入、坐封和解封的稳定性和可靠性,同时由于该封隔器不需要节流压差坐封,提高了压裂施工的成功率;研制的工艺管柱可以实现不动管柱分6层大规模压裂施工。现场试验结果表明,无节流自助解封分层压裂工艺管柱耐温耐压性能良好,下入、坐封和解封性能稳定可靠,结构简单,操作方便,具有良好的应用推广前景。     

复杂载荷作用下海上导管架的疲劳寿命研究

研究估算海上导管架的疲劳寿命及可靠性分析具有十分重要的意义。对海上导管架在复杂环境条件和操作条件下的疲劳损伤进行了系统和深入研究,在Pairs公式和Mason公式的基础上进一步推导,将多种载荷对导管架疲劳的影响综合在一起,提出了复杂载荷作用下的疲劳分析公式。Miner法则认为3种载荷作用下导管架的疲劳损伤可以用各自单独作用下的疲劳损伤计算获得,并将具体数据代入公式计算,验证了该方法的正确性。     

水平井分段压裂滑套的研制与应用

水平井分段压裂工艺技术是提高苏里格气田单井产量的有效手段,为此,研制了水平井分段压裂滑套。水平井分段压裂滑套包括压差式开启滑套和投球式喷砂滑套,通过与水力锚、悬挂封隔器、裸眼封隔器、坐封球座、筛管引鞋及低密度球配合使用,可以根据地质情况及分段压裂的段数进行调整。苏里格气田20-17-16H井的现场应用表明,水平井分段压裂滑套结构简单、操作方便、打开压力稳定,可以实现下行锁紧、低密度球的顺利返排,不影响后续生产。     

材质对超高压压裂泵泵头体自增强性能的影响研究

以某型号的超高压压裂泵泵头体为研究对象,在改变其材料屈服强度的情况下,对其进行弹性有限元分析,得出其屈服强度和弹性承载能力的内在关系.在此基础上对自增强处理过程进行弹塑性有限元分析,可知提高泵头体的自增强性能应从材料的屈服强度和自增强内压两方面入手.     

自增强压裂泵泵头体有限元分析及疲劳寿命评估

本文利用计算机辅助设计软件PRo／ENGINEER完成泵头体的实体建模，导入ANSYS建立其有限元模型。基于ANSYS弹性有限元分析确定该泵头体的弹性承载压力为2428MPa；基于ANSYS弹塑性有限元分析确定在塑性层深度为5／8英寸（15．875mm）施加的泵头体最佳自增强内压为430MPa；最后利用疲劳强度理论对泵头体自增强前后的疲劳寿命进行评估，得出自增强处理后泵头体的疲劳寿命比未自增强处理的可提高到4倍以上。     

石油机械设备的Inventor设计方法研究

随着科学技术的发展,各种新式机械设备日新月异,在制造前对机械产品进行辅助设计必不可少,现在的设计软件有Pro/E,Unigraphics,CATIA等,基于石油机械产品的三维设计技术,应用Inventor软件,分析了Inventor的零部件设计、组装及基本特征的参数化等,对石油机械产品的设计提出最优流程及设计方法.     

气田压后油管全通径关键工具的研制与应用

针对苏里格气田中应用K344封隔器+滑套分层压裂技术时压后油管不能实现全通径,影响后续作业的问题,研制了新型气田压后油管全通径关键工具。关键工具包括喷砂滑套、滑套密封器和节流底阀,介绍了关键工具的结构和原理。现场应用表明,气田压后油管全通径关键工具使溶解时间可控,压后油管全通径可达57 mm,为后续排液采气、冲砂、测试、监测产液剖面和二次改造作业提供了全通径通道,具有较高的实用价值。     

水平井裸眼分段压裂工具

苏里格气田属地层岩性圈闭性低压、低孔、低渗气藏,采用常规开发方式开发效果不佳。针对苏里格气田压力下降快、砂体连通性差等特点,开发了水平井裸眼分段压裂工具。对裸眼完成的井,在预定井段悬挂裸眼封隔器、压力开启滑套、投球开启滑套等工具,实现压裂作业井段横向选择性分段隔离。根据压裂段数进行分段压裂,一趟管柱实现全井段的压裂作业,从而扩大渗流面积,沟通更多的含气砂体,实现高效开发的目的。介绍了相关配套工具与室内试验、现场试验及作业应用情况,逐渐实现了规模化应用。     

水平井分段压裂可钻式投球滑套的研制与应用

水平井分段压裂技术是目前开采低孔、低渗透油气藏的最好方法,而投球滑套是实现该技术的核心工具。为此,研制了水平井分段压裂可钻式投球滑套。该投球滑套有以下结构特点:①采用分瓣爪定位锁紧结构,可实现滑套打开后逆向锁紧,避免内滑套上行封堵喷砂口,影响油井排液以及后续生产;②防转销钉与内滑套沟槽的设计,实现了内滑套与外筒之间的周向固定,可以根据工艺要求对球座进行钻磨作业;③球座采用易磨铣球墨铸铁材料,后续施工钻除方便;④设计不同内径的球座,同时配合相对应的低密度球,可以满足水平井多段压裂的要求。现场应用结果表明,该投球滑套结构合理,操作简单,打开压力稳定,可满足12段压裂施工的要求。     

基于岩性识别的PDC钻头选型研究

分析了岩石力学参数的计算方法，介绍了单位进尺成本最低的PDC钻头选型原则，在此基础上编制了基于岩性识别的PDC钻头选型软件，软件根据测井数据计算岩石综合可钻性级值，以此作为参考从PDC钻头数据库中初选钻头，然后以每米成本最低作为依据优选钻头。计算实例表明，利用该软件可实现PDC钻头的科学快速选型。