钻井堵漏材料送入工具研究与应用

为了解决裂缝性漏失在处理过程中遇到的架桥材料较大,无法通过泥浆泵滤网和钻头的问题,设计了一种井下旁通阀式堵漏材料送入工具。该工具将堵漏材料直接灌入套管内,到达堵漏位置后,加压将堵漏材料压入地层。现场应用表明,该工具能够将堵漏材料准确压入地层,并且在下钻过程中保证泥浆的循环。     

深水表层连续钻进送入工具关键部件力学分析

深水表层连续钻进送入工具(Cam Actuated Drill-Ahead, CADA)是表层导管喷射安装过程中的核心工具,其安全可靠性对于确保深水导管喷射安装顺利进行具有重要意义。介绍了CADA工具的结构组成和作业原理。针对CADA工具在服役过程中的作业流程与所受载荷,对CADA关键部件的力学特性进行数值模拟分析和参数敏感性讨论。结果表明:在CADA工作过程中,锁环Von Mises应力最大值出现在开口斜后方约45°的齿端部; 凸轮筒螺纹Von Mises应力最大值出现在其与芯轴衬套接触最上端螺纹的根部,该应力值随凸轮筒运动先增大后减小,且与凸轮筒所受轴向力存在较强的线性关系; 密封部件Von Mises应力的最大值随水深增加逐渐增大; 密封圈密封性能随橡胶预压缩量增大呈现先增大后减小的趋势。研究结果对CADA的优化设计具有指导意义。     

钻井堵漏材料送入工具的研究与应用

为了解决钻井漏失在处理过程中遇到的架桥材料较大而无法通过钻井泵滤网和钻头的问题,设计了一种旁通式堵漏材料送入工具。该工具可将堵漏或固壁材料准确地送至预定位置,可以避免膨胀性有机堵漏材料在施工过程中膨胀,还可以送入无法经过钻井泵的长纤维和大颗粒等材料。现场应用表明,该工具在下入过程中能保证钻井液的循环畅通,并将高浓度堵漏材料定点挤入漏失层位,实现快速封堵。     

浅谈封隔器堵塞器专用送入工具

井下封隔器堵塞器及其送入工具广泛应用与油气田开采的完井与修井作业中,目前堵塞器送入工具作业中遇阻有脱落的风险,本文根据作业环境和堵塞器现有结构进行改进,设计出具有锁死机构的专用送入工具,作业时避免堵塞器脱落。     

深水井口系统切割回收工具设计研究

我国已经进入深水勘探阶段,由于受到钻探区域海况的影响,用传统的切割回收方法回收海底井口系统变得非常困难。鉴于此,分析了现有井口系统切割工具的结构及工作原理,采用提拉式水力驱动切割,设计了深水井口系统切割回收工具。分析了作业过程中不同状态下对工具的受力,对关键零部件进行了有限元分析,结果表明卡爪、定位基座及解锁卡壳体均满足强度要求,整体结构设计安全。并针对C13-8-42割刀进行了切割参数优选。研究结果可为螺杆钻具选择及作业过程的顺利实施提供参考。     

深水井控成功实践与技术分析

深水井控是深水钻井的核心问题。海洋深水井控面临着井涌监测困难、地层承压能力弱、井涌余量小、阻流管线摩阻大、地层呼吸效应、气体水合物、圈闭气等诸多困难和挑战。文中以中海油在西非实施的某深水井压井成功实践为例,通过井控作业过程的分析,对深水井控技术进行研究和探索,为深水钻井井控作业提供参考。     

基于AMESim的采油树送入工具液压系统仿真

为了初步验证水下采油树送入工具的液压缸结构设计的合理性,以及液压元件的选型是否正确,以水下立式采油树送入工具所需完成的动作为基础,设计液压系统。基于AMESim软件进行模型搭建、参数设置与系统仿真,得出水下立式采油树送入工具安装时间的估计值,分析液压系统的同步性。仿真结果表明,该液压缸的结构设计合理,符合工作要求,而且有较好的同步性。为现场液压系统的安装和选型提供参考。     

分支井导向器送入及回收工具研制及应用

分支井技术是解决海上油气田开发中面临得槽口紧张的一项重要技术。五级完井技术是分支井的高难度技术,五级完井技术的选择性重入依靠主、分支井眼的导向器实现。本文着重介绍导向器的送入及回收工具结构、工作原理及现场测试情况。测试表明,该工具达到了设计要求,满足现场作业要求。     

一种防腐帽送入回收一体化工具的研制

防腐帽安装在各层套管最顶端,可以防止海生物进入井筒,保持井筒的清洁度.防腐帽的安装必须由相应的送入和回接工具实现,目前防腐帽送入工具和回接工具是2个独立的工具,本文设计了一种防腐帽送入/回收一体化工具,这样既保证作业高效,又降低作业成本.     

旋转导向工具片弹簧强度与疲劳分析

翼肋是旋转导向工具起导向功能的重要部件,在翼肋伸出并完成导向后,需要快速收回,以免刮蹭井壁和破坏井眼,而片弹簧便是起快速收回翼肋的作用。所以片弹簧的强度与疲劳寿命必须满足要求,以避免旋转导向工具在井下工作时翼肋收回失败,造成旋转导向工具失效。利用Solidworks三维设计软件建立片弹簧装配体模型,并运用有限元分析软件COSMOSWorks对片弹簧装配体进行强度和疲劳寿命分析,通过分析计算结果,为片弹簧的结构设计提供参考依据。     

深水井的腐蚀与保护

淡水深井系统的腐蚀是一个不容忽视的问题。本文主要介绍了舞阳钢铁公司深水井的腐蚀情况,并详细分析了深水井的腐蚀原因,最后提出了深水井的防腐蚀措施。     

深水井的腐蚀与保护

淡水深井系统的腐蚀是一个不容忽视的问题。本文主要介绍了舞阳钢铁公司深水井的腐蚀情况，并详细分析了深水井的腐蚀原因，最后提出了深水井的防腐蚀措施。     

采用双梯度钻井优化深水井井身结构

针对深水钻井中因地层压力和破裂压力间隙过小引起的井身结构设计问题,提出采用双梯度钻井技术。介绍了双梯度钻井技术的基本原理,给出了海底泥线下井眼钻井液当量密度公式。根据传统井身结构设计方法和双梯度的井眼钻井液当量密度的变化规律,推导出套管下入深度的计算公式。结合深水钻井的特点,考虑钻井施工的特殊要求,开发了深水双梯度钻井井身结构设计及优化程序。实例分析表明,与常规钻井方法相比,双梯度钻井井眼钻井液压力很好地匹配了地层压力和破裂压力之间的间隙,将去除使用2～3层套管鞋深度点,减少井眼和井口尺寸以及降低套管费用。双梯度钻井为深水钻井井身结构设计提供了一种新的优化方法,具有显著的经济效益和工业实用价值。     

圆筒形FPSO上部结构强度校核与分析

以英国DANA石油公司设计的圆筒形FPSO为研究对象,对常规船型FPSO与圆筒形FPSO上部结构和布置进行对比,采用有限元法对圆筒形FPSO上部结构进行整体强度校核,并针对其舷墙、公共区域和防爆墙进行局部强度分析。得出结论:圆筒形FPSO相较于常规船型FPSO更经济,具有更强抗倾覆能力和甲板承载能力,使用更少的管缆,而且圆筒形FPSO的设计结构满足海上工作的强度要求,具有实际应用价值。     

钻头API扣结构强度分析与优化

随着钻井技术与需求的发展,油用钻头的工作环境变得愈加恶劣,承受了更大的载荷,导致钻头丝扣断裂时有发生。针对油用钻头API REG扣结构进行强度分析,基于Abaqus平台建立丝扣结构强度有限元分析与评价方法;针对钻头靠近台肩处2~3个完全扣承载较大的特点,从降低台肩处螺纹牙高度、台肩根部减应力槽设计、增大扣底圆弧半径、变螺距设计、变锥度设计等5个方面优化钻头API扣结构,提高钻头丝扣结构强度,减少甚至避免钻头丝扣断裂事故的发生,满足现场使用需求。     

强度理论在井下工具强度计算中的应用

对强度理论进行小结，针对石油矿场井下工具，举例分析其强度计算的具体方法与步骤。     

渤海油田Φ177.8mm尾管悬挂器送入工具卡钻处理方法

渤海油田A井坐封Φ177.8mm尾管悬挂器后，送入工具无法正常脱手，导致卡钻事故。因尾管悬挂器送入工具外径大且内部结构复杂，无法满足套铣作业。在现场施工中，通过采用切割送入工具回收棘爪上部管柱，磨铣剩余管柱并打捞出井的事故处理方案，综合运用磨铣、精准切割、震击、打捞等多种手段，成功处理卡钻事故，避免巨大经济损失，为后续同类型作业井业提供了宝贵经验。     

牙轮钻头轴承结构静强度分析与优化

牙轮钻头轴承在高压、高转速工况下很容易发生失效。为了改善牙轮钻头轴承结构受力,增加布齿空间和壳体厚度,建立了包含牙爪、牙轮和牙齿的三维模型,对极限工况下的牙轮钻头轴承进行有限元分析,获得了轴承结构Mises应力和接触压力分布情况。利用正交试验设计方法,改变轴承结构大轴颈长度和直径、小轴颈长度和直径,开展了轴承结构尺寸参数敏感性研究,通过参数化分析得到轴承结构最优尺寸组合,即大、小轴颈长度分别为19和6 mm,大、小轴颈直径分别为34和14 mm。研究结果对研究高性能牙轮钻头具有指导意义。     

斜管除油池强度计算与结构比较分析

斜管除油池多选用瓦楞板结构,为了考察板材对除油池安全性能的影响,以一具体除油池为例,分别进行瓦楞板和平面板这2种板材结构除油池有限元数值计算,并进行分析比较。厚6 mm、板长2.52 m的瓦楞板矩形除油池结构理论计算应力为130.1 MPa,变形为3.829 mm,满足瓦楞板材料强度要求,可用来做除油池箱体侧板;采用有限元分析软件ANSYS计算得出使用瓦楞板的矩形除油池最大应力为163 MPa,满足其强度要求,并且具有很大的强度储备;平面板材最大应力和变形远大于瓦楞板,瓦楞板材的强度明显高于平面板材。研究结果可为实际生产过程中除油池的安全计算提供理论指导。     

深水井涌压井方法及其适应性分析

深水井涌的处理与陆上相比存在3个难点:一是钻遇浅层流时还没有安装井口;二是节流管线细长且摩阻较大;三是安全密度窗口很窄。为此,在介绍司钻法、工程师法、动力压井法和附加流速法等压井方法的基础上,分析了其特点与主要流程及其对于深水井涌的适用性;并在此基础上,模拟了浅层气井涌和安全密度窗口较小情况下深水钻井井涌的压井工况。模拟结果表明:钻遇浅层流在没有安装井口情况下,可采用动力压井法实施压井作业;在处理窄安全密度窗口的深水井涌时,采用工程师法压井更合适,在模拟井工况下,采用工程师法套管鞋处的最大压力比采用司钻法低0.28 MPa;如果安全密度窗口太窄,则要采用附加流速法压井,在模拟工况下,采用附加流速法套管鞋处的最大压力可比常规压井方法降低0.94 MPa,但采用附加流速法对井口设备要求较高,并需要对施工参数进行优化。