新型等通径键槽式滑套压裂技术

为解决常规投球式滑套压裂后不能实现全通径、后期储层改造困难的难题,研制了一种新型等通径键槽式滑套分段压裂技术,该技术主要由键槽式滑套和配套的专用打开工具组成,通过逐级投入专用打开工具打开滑套进行压裂施工,压裂结束后专用打开工具可返排出井口或在井内溶解,无需下钻即可实现管柱内的全通径,节省了施工时间和成本。地面实验和模拟入井试验结果表明,打开工具可顺利通过并打开滑套,工具的各项技术指标均满足设计要求,达到了现场应用条件,具有较好的适用性和应用前景,可为非常规油气藏的降本增效开发提供技术支撑。     

石墨烯增强铝基可溶球座研制与性能评价

为了解决水平井多级投球滑套球座在钻除过程中存在的钻除效率低、钻除不彻底影响作业工具重入等问题,研制了石墨烯增强铝基复合材料用于制备滑套可溶球座.利用石墨烯及碳化硅陶瓷颗粒增强铝合金,结合粉末冶金方法,制备得到石墨烯增强铝基复合材料,其具有高强度、高硬度和在盐水环境下实现自行快速溶解等特点,屈服强度达469 MPa,表面...     

基于APDL的损伤缺陷对K形井架受力影响分析

利用APDL参数化设计语言建立了含损伤缺陷的K形井架参数化模型,并将其结果保存为数据文件。仿真结果表明:杆件截面锈蚀对杆件本身应力产生较大影响;局部杆件弯曲使该杆件自身应力增大,并导致与其连接的上端杆件应力减小,下端杆件应力增大;井架大腿整体弯曲会导致其应力增大,且井架前腿的弯曲比后腿弯曲更加危险;井架支座沉陷会导致下沉侧大腿应力减小,另一侧大腿应力增大,支座沉陷对井架整体的受力影响较明显。     

基于应力测试数据的K形井架模型修正仿真研究

为建立与在役K形井架相似的仿真模型,提高仿真模型的应力、损伤数据精度,提出以井架实测应力与仿真模型对应单元应力的均方差构建目标函数,以损伤缺陷类型、位置、程度等为优化变量,杆件材料的许用应力为约束条件,先后运用ANSYS零阶和一阶优化算法的模型修正方法对含损伤缺陷的参考仿真井架进行了模型修正。结果表明:修正后模型与参考井架的测点处杆件应力相对误差在0.6%左右,该方法用于钻井井架结构承载能力检测和评定是可行和有效的。为钻机系统安全运行提供了参考依据。     

海洋作业平台悬臂梁强度计算与试验分析研究

悬臂梁的强度直接关系到海洋作业平台的安全。应用有限元软件ANSYS对悬臂梁进行了有限元建模分析,得到了悬臂梁的位移和应力分布云图,指出了其应力较大部位;在平台建造码头对悬臂梁进行了现场强度测试试验,并将有限元的计算结果与实际测试结果进行了比较分析。分析结果表明,有限元分析结果与实际测试结果比较接近,两者得到的应力规律基本一致;2种工况下最危险点应力值都小于悬臂梁的许用应力,满足强度要求。     

大通径桥塞压裂用可溶解球研制及性能评价

为解决国内可溶解憋压球无法满足大通径桥塞压裂要求的问题,采用网络结构设计了以镁铝合金为基体并添加Zn、Cu等材料而形成的多元材料,以抗压强度、屈服强度、溶解速率为目标优化了材料中Zn、Cu的加量,研制了与大通径桥塞压裂配套用的大直径、高强度、可溶解合金材料及憋压球。经测试合金材料的抗压强度与屈服强度分别超过了430和330 MPa,直径89.027 mm憋压球承压超过70 MPa,且喷涂防护膜后球体稳定承压达到6 h;93℃条件下在3% KCl溶液中球体溶解90%体积所需时间约为92 h;在胍胶压裂液中的溶解速率虽然比在1%KCl溶液慢,但200 h也能溶解球体90%的体积。这表明,大直径可溶解憋压球能满足大通径桥塞压裂所需的高强度、快速溶解的性能要求。      

预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金时效组织与性能的影响

采用室温拉伸、透射电镜观察等手段, 研究了3%拉伸预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金单级和双级时效组织与性能的影响。拉伸结果表明, 对于190 ℃/(3~7) h的单级时效处理, 3%拉伸预变形可以提高拉伸强度56~75 MPa, 时效时间延长, 预变形提高强度的效果大幅度降低。3%拉伸预变形可以使得190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效样品的强度提高81 MPa, 达到748 MPa。透射电镜观察结果表明, 190 ℃/7 h单级时效态样品对应的组织主要为T₁和θ'相, 还有少量S'相; 190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效态样品在190 ℃/7 h时效组织基础上析出了大量δ'相; 而在190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效前施加3%拉伸预变形则极大地促进了T₁相和θ'相的析出, 从而大幅度提高合金抗拉强度, 而δ'相的析出受到抑制。     

水平井压裂装置智能趾端滑套设计

在压裂作业中,压力完整性测试阶段的高压环境将严重影响趾端滑套的使用寿命。为了解决该问题,根据压裂装置的工作原理和技术要求,创新设计了一种在压力完整性测试之后能延时开启的智能电控趾端滑套,并设计了能够控制滑套延时开启的锁定系统结构及其控制系统。根据工作环境的要求,设计了尺寸较小的PCB控制板。通过数据计算、Ansys仿真分析和模拟试验,证明设计的智能电控趾端滑套在压力完整性测试之后能够有效、精确地开启,为后续压裂作业创造了安全、高效的环境。该设计对压裂装置工作效率的提高和未来发展方向具有重要意义。     

水溶性高分子材料在油气田压裂中的应用研究进展

以我国油气田压裂所用的暂堵球、暂堵剂等2大类产品为主线,系统总结了不同工艺及配方合成的暂堵产品的暂堵机理、性能特点及应用现状,阐述了各产品的溶解特性,结合油气田绿色环保开发需求提出了现有水溶性暂堵球、暂堵剂存在的问题,并对暂堵产品未来的发展方向进行了展望。     

全自溶分段压裂滑套的研制与应用

针对常规水平井裸眼多级滑套压裂管柱不能实现压裂后管内全通径,后期储层二次改造、封堵底水、单段测试等作业受到限制等问题,开展了全自溶合金材料在分段压裂工具中的应用研究。通过球座结构优化和表面涂层强化,实现滑套入井后球座不溶解,压裂后迅速溶解的目的。经排量为6m³/min、压裂液砂比为30%、循环时间为32h的冲蚀实验表明,球座仍具备承压70MPa的能力。在杭锦旗气田的压裂井中开展了现场应用,成功实现了入井静置48d后顺利开启,并满足了压裂施工过程中的大排量冲蚀要求,压裂后球及球座在地层环境下溶解,滑套内形成了全通径。全自溶分段压裂滑套的研制与应用为优化压裂工艺、提升施工效率提出了解决思路,具有重要的指导意义。