CIMS环境下设备管理信息系统的研究和开发

根据CIMS环境下设备管理的特点,运用UML和IDEFO方法相结合的方式对设备管理信息系统结构、功能进行了分析研究,并且确立了系统与其他系统间的集成关系.通过采用成熟的组件、ADO和工作流技术实现了该系统的开发,为CIMS环境下企业的发展提供了一种切实可行的工具.     

海洋修井机井架有限元分析及结构优化

为了将海洋修井机改造成可钻调整井的钻修井机,必须依据现有修井机的设备能力和已具备的顶部驱动钻井装置,针对钻调整井的钻井参数,对其支撑系统等进行校核计算。利用ANSYS软件对某海洋修井机井架进行了三维有限元分析,得到了位移及应力分布。分析结果表明,几种极限工况下的强度不能满足要求,必须对井架采取结构加强。提出了井架结构优化和顶驱系统安装方案,通过有限元计算和结构干涉模拟,方案满足安全使用要求。     

海洋修井机井架稳定性计算研究

对某海洋修井机井架进行了应力集中扫描检测,并利用ANSYS软件对该井架进行了三维有限元分析,得到了位移及应力分布。结果表明,个别杆件应力集中程度较严重,最大钩载工况下,井架强度满足要求。对该井架进行稳定性校核,其局部稳定性和整体稳定性足够。考虑应力集中条件下对井架整体稳定性进行计算,结果表明应力集中对井架的整体稳定性有一定的削弱作用。     

连续油管钻井作业主要装备

连续油管钻井作业采用的主要设备包括连续油管作业机,连续油管,井下配套工具,随钻测量系统,制氮车和辅助设备等,从连续油管作业机,井下钻具组合和辅助设备等3个方面介绍了连续油管钻井作业配套设备的结构,功能和技术参数,侧重介绍了新型复合连续油管作业机和Hydra Rig和Dowell等公司的新型连续油管钻机,对井下钻具组合的组成及井控系统与钻井液循环和固迭系统等辅助设备也作了简要介绍。     

钻铤涡动模拟和钻铤接头累积疲劳损伤评估

大多数的钻铤接头失效归因于弯曲振动引起的累积疲劳,其中旋转钻铤偏心引起的涡动是最重要的弯曲振动之一。钻铤和井壁之间的接触引起极度有害的反向涡动,甚至是无序涡动。挪威科技大学的研究人员使用集中质量模型表示钻铤,采用修正Karnopp摩擦模型模拟BHA的黏滑旋转振动。基于涡动时域响应,使用雨流计数法将连续弯曲应力历史分解为若干个应力范围,计算了相关的循环次数,并采用Miner方法评估了累积疲劳损伤。研究结果表明:增大稳定器间隙可能会引起钻铤侧向振动和动力学模拟的不稳定;如果稳定器间隙超过一定值,钻铤会无序侧向间歇撞击井壁;振动是接头疲劳的重要原因,当考虑黏滑振动时,稳定的正向涡动变为无序侧向振动,甚至在较低钻速下,黏滑振动都可能会引起无序侧向振动;在240 h内,无序侧向振动引起钻铤接头累积损伤达1.9%;虽然每小时损伤率仅为0.008%,但如果考虑其他恶劣井下环境,该值可能更大。研究结果有助于缓解钻铤疲劳损伤。     

连续管钻井液压定向器的研制

连续管钻井定向器是连续管钻井必不可少的一种工具,但现有液压棘轮式定向器存在单次转向角度大,转向精度低且单次转向角度不可调等缺陷。为此,设计了连续管钻井液压定向器。该定向器通过控制地面泵的排量和压力来完成转位和复位动作,实现对井下工具面角的调整;同时可以在入井前改变转角控制机构的长度,来控制单次转位角度。对该定向器的工作排量及输出扭矩进行了计算,确定其工作参数为:转角可调范围5°～30°,工作排量8.02～12.74 L/s,最大扭矩89.46～125.37 N·m。通过对关键部件进行强度校核,验证了工具结构设计的合理性。地面测试结果表明,该液压定向器能够根据排量的变化来控制转位动作,从而达到调整工具面角的目的。