机械式可变径清管器结构设计与受力分析

针对在役输油管道结蜡问题,设计了具有射流和可变径的机械清管器。该清管器可以适应管径变化,在弯道处实现拐弯。刮蜡器本体及射流孔的设计能有效解决清管器在运行过程中的卡堵问题,减小运行阻力,提高输送效率。以运行过程中的清管器为研究对象,建立清管器扶正装置的力学分析模型,以及主要承载部件的抗拉、扭转和三轴应力计算模型,结合ANSYS软件仿真分析在管壁压力作用下清管器的力学行为。研究结果表明：设计的清管器满足常规作业工况需要,装配块的应力随着承载力的增大而增大,增大装配块支撑板的厚度能减小其结构应力。     

可变径稳定器发展综述

介绍了国内外有代表性的可变径稳定器的结构，分析了典型可变径稳定器变径机构和控制机构的特点，阐述了其现状和发展方向。指出可变径稳定器在总体设计上应朝着大变径调节、高可靠性、低成本方向发展。建议主管部门协调各方面的技术力量进行合作，加强可变径稳定器机理、标准规范和风险资金运作的研究，把现代导向技术提高到一个新的水平。认为只有加快现有科技成果的转化，才是我国迎接国际挑战的有效方法。     

井下闭环可变径稳定器

井下闭环可变径稳定器以钻井液压力作为驱动力，在测控系统的控制下，通过调整可变径稳定器中稳定块径向伸缩量，可实现不起钻情况下的无极变径，从而改变底部钻具组合，实现增斜、稳斜和降斜的目的。该可变径稳定器具有井下闭环控制的特点，如果实钻轨迹与设计轨迹不一致，井下闭环可变径稳定器可以自动调节钻进方位。井下闭环可变径稳定器物理样机经过室内性能试验和现场应用试验，其性能达到钻井工艺的要求。     

可变径皮带轮现场应用探讨

为解决取拔和安装普通皮带轮，费时费力，资源浪费，成本增加，影响产量等问题。我们研制了一种新型产品，其取代原皮带轮。与以往的技术相比．改进后的一套皮带轮的体积和重量与原来的大皮带轮的体积和重量相同，它可以分解成与原来三个皮带轮(大、中、小)作用相同的三个皮带轮，这三个皮带轮都是齿形、筒式皮带轮，其中最小的皮带轮可一分为二。彼此通过法兰片和防盗螺栓连接固定，组成新直径的皮带轮，进而达到改变7中次的目的。新产品可长期有效使用，安装及拆卸非常容易方便，一个人十几分钟就可以调整完冲次，进而达到调参的目的。     

井下闭环可变径稳定器的设计计算

阐述了井下闭环可变径稳定器的结构和工作原理 ,分析了影响可变径稳定器性能的钻井液驱动力、活塞密封阻力、复位弹簧弹力等因素 ;并对可变径稳定器中关键部件可调稳定块进行了静力学分析 ,推导出可调稳定块保持稳定平衡所需钻井液驱动力计算公式 ,为类似井下工具设计提供了理论依据。现场试验结果表明 ,新设计的井下闭环可变径稳定器结构比较合理 ,功能比较完善 ,可自动无级变径 ,达到了安全、平稳、高效、智能的目标 ,是钻大位移井的有力工具     

井下可变径稳定器本体振动特性分析

文章根据Lagrange方程推导建立了相应的振动数学模型和特征值计算式；并利用计算机辅助设计(CAD)软件UG．建立了便于计算的本体三维实体模型；采用有限元方法．利用大型CAE数值分析软件MSC／NAS—TRAN．建立了本体有限元模型．对本体的固有频率和振型进行了分析计算．所得结果为井下可变径稳定器的使用及可靠性分析提供了理论依据。     

井下闭环可变径稳定器本体有限元分析

采用高级计算机辅助设计 (CAD)软件UG ,建立了便于计算的本体三维实体模型 ,通过MSC/NASTRAN有限元计算程序 ,对新型井下闭环可变径稳定器本体进行了强度计算 ,通过有限元分析对本体结构的合理性进行了验证 ,根据有限元计算的结果 ,在各种载荷组合作用工况下 ,可变径稳定器本体的最大应力为 5 6 38MPa时 ,小于许用应力 ,满足强度要求 ,并且有一定的强度储备。可变径稳定器本体的薄弱环节主要集中在槽底两端与筒体连接部位 ,有必要进行局部工艺处理。有限元分析结果为进一步改进可变径稳定器的结构设计提供了理论依据     

可变径稳定器在定向钻井中的有效应用

介绍一种能够有效应用于大位移定向钻井的新型可变径稳定器。这是一种液力推动三位井下可变径稳定器，其三位是：设计成在中部位置为稳斜，而在其余两位置时则具有增斜或降斜能力的装置。该工具可根据施工时的技术要求，通过钻井液排量大小变化来完成稳定器的直径改变，达到井斜控制之目的。通过在北海油田的三次典型应用实例说明变径稳定器控制井斜的有效性。     

一种可变径钻头的研发与应用

主要介绍了一种可变径钻头,可以在下钻或起钻时钻头的直径缩小,在进行钻井工作时钻头的直径能增大,能够更加顺利、方便的进行下钻和起钻作业,在易缩径地层中钻井时,能够避免卡阻,从而顺利的进行钻井作业。     

可增加下入深度的变径连续油管柱

为优化连续油管(CT)柱质量,增加CT管柱的作业深度,研制了变径CT管柱。管柱的外径和壁厚自下而上逐渐变大,不同外径的CT通过专门设计的变径接头连接,用于海上作业时,其下入深度比常规CT管柱深55%。为满足作业中下入CT的要求,对作业系统的注入头进行了改进,使注入头对通过的变径管柱始终保持均匀稳定的夹持,而一种专门设计的液压回路则可保证作业的安全。室内和现场试验表明,这种变径作业管柱能满足现场作业要求。     

变径套管清洁工具板簧结构设计及静力学特性研究

针对海上油气田套管清洁作业周期长、联座管柱易卡及无法判断卡点的风险,研制了一种变径套管清洁工具板簧结构,实现了244.48 mm(95/8 英寸)套管与177.8 mm(7 英寸)尾管的连续清洁作业。为了控制板簧支反力600 ～1 200 N的窗口区间和非线性变化,设计了变截面、变约束、预压缩阶梯3种结构方案。利用形状记忆合金(SMA)随温度变化的特性,可显著改变材料的弹性系数。利用ABAQUS工程模拟和静态力学测试相结合的方法对3种结构的压缩位移-支反力变化曲线进行了研究,测试结果与有限元分析结果一致,可为类似板簧结构设计提供参考。     

基于ANSYS Workbench的可变径膨胀锥有限元分析

根据弹塑性有限元理论,应用非线性有限元分析软件ANSYS Workbench模块建立了可变径膨胀锥实体模型,动态模拟了可变径膨胀锥的膨胀过程,得到了可变径膨胀锥的力学状态图,可为膨胀锥的结构设计以及膨胀方案的优化提供技术依据。     

基于排量控制的可变径稳定器设计与试验

可变径稳定器配合螺杆钻具可实现造斜率的调节。设计了基于排量控制外径的可变径稳定器,主要包含3个推力活塞各自驱动的巴掌。推力活塞在钻柱内外压差作用下将巴掌推出,稳定器直径变大; 通过调节排量来控制滑阀的轴向运动,从而控制内外压差通道的开关。加工可变径稳定器并进行了测试,通过调节排量可有效控制巴掌的伸出、收回,巴掌的推靠力达到 34.75 kN,滑阀密封耐温超过150 ℃,达到了入井的要求。     

可变径海底石油管道内部检测系统的研制

简述一个海底石油管道内部检测系统的组成与特点。同时列出了在模拟样机的研制、调试过程中所存在的一些问题。     

井眼轨道控制系统中可变径稳定器的发展概况

对可变径稳定器作了初步分析。指出井眼轨道控制系统执行机构设计的理论基础是井下控制机构设计学。针对可变径稳定器类执行机构 ,按照控制形式、控制信号和结构形式作了分类阐述 ,从控制论的观点给出两种控制形式的定义 ,总结出目前用于变径稳定器中的几种控制信号。对所介绍的 3种典型的变径稳定器的控制原理、结构特征作了分析比较。还对可变径稳定器的设计及今后的发展方向提出几点建议 ,认为应研制开发适合我国油田现场需求的机液型开环遥控和闭环自控变径稳定器 ,同时要加强对井下各种控制信号的理论研究     

可变径钻杆防喷盒的研制与应用

钻井起钻卸单根过程中,钻井液从钻柱接头处喷溅而出,不仅威胁工作人员健康安全,而且污染平台设备,为此研制了可变径钻杆防喷盒。该防喷盒为圆筒开合式结构,通过控制钻柱接头钻井液喷溅压力来回收和循环钻井液。运用Solidworks绘制防喷盒模型,采用ANSYS对其MC尼龙材料进行分析。在江汉油田焦页4-2HF井和31-1HF井的试验中,可变径钻杆防喷盒具备良好的承压能力,试验效果良好,共收集钻井液36.24 m~3,比常规起钻至少节约3 h。设计的可变径钻杆防喷盒实用性强,符合现场以及HSE要求。     

可变径闸板防喷器胶芯失效原因及预防措施

总结了可变径闸板防喷器胶芯在现场使用中出现的失效问题。通过对可变径闸板防喷器胶芯失效实例分析,结合现场的实际经验,找出引起胶芯失效的原因,并提出了解决办法,为防喷器胶芯设计、生产、检验、使用提供参考。通过各个环节的把关,消除可变径闸板防喷器胶芯失效的不利因素,为防喷器的安全使用提供了保障。     

井下闭环可变径稳定器的工作原理及应用研究

井眼轨迹井下闭环控制技术是当前国内外石油钻井的前沿技术,将该技术与随钻测井技术结合,能实现地质导向技术.钻成大位移井必须依靠井眼轨迹控制技术,研制的井下闭环可变径稳定器是实现该项技术的关键.本文着重论述了井下闭环可变径稳定器的结构、工作原理及其控制井眼轨迹的方法.井下闭环可变径稳定器的研制及现场的初步试验成功,为解决我国大位移井问题,特别是为滩海油气勘探、提高钻井机械钻速、降低钻井成本提供了一条有效的途径.     

高强度可溶桥塞结构设计与应用

在页岩气开发时分段压裂需采用复合桥塞进行封堵,后期还要使用连续油管钻磨,存在着施工周期长、成本高、风险大等问题。为了减小页岩气的开发成本和提高施工效果,研制了可溶桥塞,采用了高强度可降解材料,可实现可靠坐封并且能够完全有效溶解。在室内,对可溶桥塞进行了坐封丢手试验、承压试验以及溶解试验,试验表明可溶桥塞各项指标可满足现场施工要求。截至2019年12月底,现场累计应用可溶桥塞28层段,现场应用表明,可溶桥塞性能稳定,坐封安全可靠,压后溶解完全,未出现堵塞放喷采气通道的现象。     

遥控变径稳定器变径动作分析及现场试验

由于遥控变径稳定器存在状态信号不可靠的问题,导致该类稳定器的状态有时无法辨识.为了研究影响该类稳定器状态信号的相关因素,针对其结构特点,根据液体不可压缩和物体受力平衡原理,对该类稳定器在地面和井下两种环境下的变径动作进行了分析,并利用现场试验进行了部分验证.该类稳定器依据MWD仪器提供的井斜信号进行状态控制,并利用相邻两次开泵的泵压差值确定其工作状态.分析认为,该类稳定器内平衡活塞出现上限、下限位置对其变径动作行程有减小的作用.现场试验发现,该类稳定器状态转换遵循控制活塞伸出与平齐的循环规律,活塞伸出泵压大于活塞平齐泵压,相邻泵压绝对差值约1.0 MPa,该类稳定器状态由第二次开泵时的泵压值判断其工作状态.研究表明,该类稳定器内平衡活塞出现上限、下限位置会导致状态信号减弱或无信号;利用相邻两次开泵泵压差值确定其状态的方法可靠,可为地面遥控稳定器提供依据.