旋转控制头台架试验研究

根据当前钻井施工对旋转控制头设备的性能要求及相关标准,进行了旋转控制头试验方案的设计。通过对密封压降、轴承和动密封件温度、驱动扭矩的监测,综合确定旋转控制头的工作性能。在此基础上,完成了试验数据采集程序的设计,据此进行旋转控制头采集数据的实时监测和存储,为旋转控制头的结构优化提供试验依据。同时可以根据本试验方案,完善我国旋转控制头设备的试验要求,提高设备准入标准,更加客观地评定旋转控制头的质量。     

煤层气空气钻井简易旋转控制头的研制与应用

针对煤层气空气钻井旋转控制头胶芯易损坏且需配置六方钻杆等缺点,研制了简易旋转控制头。现场应用表明,该装置可以使用原钻具和四方钻杆,密封件寿命较长,操作方便,可以提高效率,节约成本。     

煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头方案设计

针对我国煤层气钻井缺乏专用配套工具及装备,煤层气欠平衡钻井技术应用受到限制等现状,开展了煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头的研究。根据煤层气钻井的要求及现有石油钻井用旋转控制头的相关标准,对煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头进行了方案设计并提出了研究中需要解决的几个关键问题,为产品设计及研发奠定了基础。     

煤层气欠平衡钻井旋转控制头胶芯密封特性分析

旋转控制头胶芯的密封性能是影响煤层气欠平衡钻井施工效果的重要因素。根据煤层气钻井工况,对井口偏心工况、起钻和钻进工况下,旋转控制头胶芯和钻具间的接触压力进行了有限元模拟研究,并分析了胶芯不同结构参数对胶芯密封性能的影响,为煤层气钻井低压密封胶芯的优化设计和研制提供了依据。结果表明:胶芯与钻具间的接触压力随偏心距的增大而增大,且靠近偏心侧的接触压力较大;钻进工况下,钻具本体和接头部分的接触压力都明显小于起钻工况;接触压力随外锥角的减小而增大,随内锥角的减小而减小,但变化量较小;摩擦力随主密封段长度的增加呈线性增加,钻杆接头部分明显大于本体。现场应用实践验证了分析结果的正确性。     

旋转控制头胶芯失效形式分析

在欠平衡钻井过程中，胶芯是旋转控制头核心密封元件，通过对Williams 7100型旋转控制头胶芯失效形式进行分析，并提出了相应的对策，旨在推动胶芯的国产化进程。     

旋转控制头综合试验台体积补偿系统

1 旋转控制头综合试验台原理旋转控制头是实施欠平衡压力钻井最关键的设备。为了对其进行室内测试 ,设计了旋转控制头综合试验台。在对控制头进行动压试验时 ,先把一根试验钻杆装到控制头中 ,再把控制头及其底座一起安装到控制头试验台上 ,试验钻杆联接到活动横梁上的的短轴上 ,控制头底座底部法兰由液压卡箍固定。为模拟现场使用的六方钻杆 ,试验钻杆上有一段为六方截面。试验钻杆与控制头之间由控制头上的胶芯进行密封 ,控制头与其底座之间由专用密封圈进行密封 ,控制头底座底部法兰与液压卡箍的盲法兰之间由钢圈进行密封 ,这样 ,在控制头…     

旋转控制头的应用不断增加

旋转控制头是一种重要的井控设备。本文着重介绍它的结构与工作原理，以及它在欠平衡钻井，过平衡钻井，地热钻井和修井作业中的应用情况，还要介绍它的操作指南和人员培训计划。     

浅谈旋转控制头的发展趋势及应用

介绍国外旋转控制头的发展现状,对比分析国外环形胶芯型和膨胀胶型旋转控制头的性能特点,分析不同类型旋转控制头的密封结构特点,介绍日益增长的旋转控制头的应用,指出旋转控制头的发展方向,建议进行旋转控制头的国产化研究。     

旋转控制头侧向力研究

在钻井过程中,方钻杆的侧向力作用常常导致旋转控制头损坏,造成事故。通过将井口至大钩的方钻杆简化为连续梁,将旋转控制头上下胶心和驱动器对方钻杆的约束简化为中间弹性支座,建立了相应的钻柱横振动力学模型。通过对模型的求解,找到了一种计算方钻杆转动对旋转控制头产生侧向力的合理方法,为分析计算不同钻井条件下旋转控制头的受力情况提供了理论依据。     

浅谈旋转控制头的应用及发展趋势

介绍了国内外旋转控制头 (RCH)的发展现状 ,对比分析了国外环形胶心型RCH和膨胀胶囊型RCH的性能特点以及不同类型RCH的密封结构特点。分别论述了RCH在天然气或空气钻井、边喷边钻、地热钻井、过平衡钻井和修井作业等领域的应用情况。指出RCH正朝着提高密封压力等级 ,拓宽应用范围 ,强化轴承润滑与冷却 ,以及便于操作和控制等方向发展。建议在RCH的国产化研究过程中 ,首先发展环形胶心密封型式的RCH ,并逐步提高其密封压力等级     

基于试验设计的连续管胶筒密封结构分析优化

连续管胶筒密封效果和使用寿命关系到其作业的成败。为此,从提高胶筒的密封可靠性和延长其使用寿命出发,将胶筒表面优化为由λ、e这2个设计变量描述的偏心椭圆,并建立胶筒密封有限元模型。以接触应力大小和分布作为约束条件,密封路径最大化为优化目标,在对设计变量合理离散的基础上,通过全因子试验设计,对有限元仿真结果进行多元回归分析,获得了设计变量对结果响应的影响性,并以此确定最佳变量组合。研究结果表明,设计变量λ与e之间的交互效应明显;优化后接触路径比等径胶筒增加50%,最大接触应力比未偏心时下降10%,但应力分布更为合理,有效提高了连续管密封胶筒的密封可靠性,延长了其使用寿命。     

新型煤层气井口套管头的设计研究

传统的煤层气井口环形钢板套管头存在结构不合理,悬挂强度低,经不起井口作业反复撞击,安装时间长,悬挂质量不易保证,只能起悬挂套管作用,不具备油井后续处理功能等问题。为此,研究设计了新型煤层气井口套管头。对新型套管头的关键部位进行设计计算和受力分析,用Pro/E软件建立套管头实体模型,并保存为IGES文件格式,形成相应的三维有限元模型。用ANSYS软件对套管头结构进行有限元分析,结果表明,设计结构满足刚度和强度要求。     

SHB系列水力泵换向机构特性分析与结构优化

换向机构失效是引起水力活塞泵井下故障的主要原因。通过对SHB系列水力泵换向机构进行动力学特性、摩擦学特性及结构工艺性分析，初步探讨了换向机构失效机理和导致失效的主要因素，提出了有较高抗干扰能力，能延长井下泵连续运转周期的换向机构的结构优化方案，开发出三种无阀心对称式、非对称式新型水力活塞泵换向机构。试验表明，新型换向机构在水基动力液条件下平均连续工作周期是现有SHB系列换向机构的3倍，自启动能力达到100％。     

自制煤层气井排采试气流程

根据煤层气井排采试气特点，调研目前各公司煤层气井排采流程的使用情况，结合武MXX多分支水平井产水量高、产气量高的要求，自制一套煤层气排采试气流程，满足大部分井的排采需要。     

容积式气体流量计设计与室内试验

煤层气井产气量较低,大多数井的产气量在2 000m~3/d以下,现有的流量计难以准确测量如此低的产气量。为满足低产气量测井的要求,研制了一种容积式气体流量计。介绍了容积式气体流量计的工作原理、设计、电路试验以及室内标定等内容。该流量计即使在5m~3/d的低产气量条件下仍能准确测量气体产量。理论分析和标定装置试验表明,该设备解决了低产气量情况下气、水两相流中气体的测量问题。     

煤层气开采井组合方案设计与分析

我国煤层气地面开发目前大多以直井为主,分支水平井和U形井为辅,但是单井产量普遍较低。国外针对煤层地质特点,开发了V形井、多向羽状分支井、多层开采等新型开采模式,提高了煤层气单井产量,降低了采气成本。借鉴国外经验,详细设计了新型煤层气开采井组合方案:2口工程井成90°、共用1口抽排直井,2口工程井V形布置、共用1口抽排直井,锚形水平井和组合式锚形水平井等。以鄂尔多斯保德地区某煤层气区块的地质参数为依据,利用Eclipse气藏模拟软件,模拟分析了各方案的单井产气量、单井建井成本以及经济效益。与传统直井、分支水平开发模式对比发现,新方案能大大提高煤层气的单井产量,降低单位体积采气成本,提高经济效益。其中组合式锚形水平井的产气量最高,单位体积采气成本最低;V形井的经济效益最高。最后,针对新型煤层气开采井组合的研究现状,提出了发展建议。      

超声波防垢的声场参数实验研究

实验研究了超声场参数与防垢率之间的关系,其中频率、声强、辐照时间和脉冲宽度是影响防垢率的主要因素,而间歇比为次要因素。对本实验系统而言,声场参数有一个最佳范围,频率20～25kHz、声强0.2～0.4w／cm^2、脉冲宽度大于10ms、声辐照时间大于3min、间歇比3～5。实验优选出的参数为现场应用提供了依据,并在现场取得了明显的效果。     

美国自动旋转导向钻井工具结构原理及特点

叙述了目前以井下马达为主的定向钻井工具的缺点与不足,介绍了新型自动旋转导向钻井工具的特点,特别是美国BakerHughes,CAMCO,HALLIBURTON三家公司的自动旋转导向钻具的结构原理及特点。从发展水平看,BakerHughes公司的自动旋转导向钻井工具完全解决了旋转钻井的导向问题,自动化程度高,配有随钻测井短节,可以实现地质导向,并已在多口井中实施了商业化使用。