指向式旋转导向钻井系统角位置测量方法

指向式旋转导向工具在国内的研究起步晚,许多技术环节还处于攻关阶段。该系统钻头轴(或偏心轴)与钻铤的相对角位置测量是工具在导向过程中保持工具面相对大地稳定的关键和前提,其精确度和实时性至关重要。在研究指向式旋转导向系统工具结构和工具面测量原理的基础上,对利用旋转变压器的2种角位置测量方法——反正切法和鉴相法进行适用性对比分析,对2种算法进行了仿真,并优选鉴相法开展实验室平台验证。仿真及实验结果证明,在电动机模拟井下转动并受干扰的情况下,鉴相法比反正切法处理后的信号具有更强的稳定性,能够较好地实时跟踪并高精度还原工具偏心轴相对于外部钻铤的转动角度,为钻头轴工具面角的测量、导向控制以及整个工具的研制提供了基础。     

三维井身底部钻具组合受力分析计算方法

推导出了在一跨内在两个平面上由一个端点的弯矩和转角计算另一个端点的弯矩和转角的计算公式，然后根据空间解析几何的有关知识，利用上下两跨钻柱在节点处切线方向向量相同的条件，先将上一跨的端点处转角合成为方向向量，再在下一跨进行分解，从而推导出了上下两跨钻柱在节点处的转角关系；又利用向量投影法则，将上一跨在井斜平面和方位平面的弯矩及扭矩分别向下一跨的井斜平面和方位平面及扭矩轴进行投影计算，推导出了上下跨间的弯矩关系公式。给出了带弯接头结构钻具组合的处理方法及扭矩的计算方法。     

水平井管柱空间受力分析及迭代计算

在分析水平井管柱空间受力平衡的基础上, 考虑了管柱刚度附加的接触力与曲率半径的三次方成反比以及管柱末端效应对轴向力和法向力的影响, 采用迭代计算方法, 建立了水平井管柱空间受力的三维求解模型。利用这种模型, 对现场一水平井的管柱受力特性进行了计算, 结果表明, 迭代计算方法可以简化空间问题, 便于计算机处理数据, 比平面分析方法更为有效, 为合理选用水平井管柱提供了依据。     

管道常用补偿器的安装方法

管道常用补偿器的形式有自然补偿器、П形补偿器、填料式补偿器、波形补偿器和球形补偿器。文章分析了这 5大类补偿器的优缺点及适用范围 ,并重点介绍了安装中的注意事项 :对于自然补偿器 ,要严格控制长短臂的长度和支吊架的位置 ;П形补偿器和波形补偿器 ,其预拉伸或预压缩量必须依据工作状况而定 ;而填料式补偿器 ,要确保其中心线不偏离管道中心线 ,且插管和套筒挡圈间的安装剩余收缩量要适当 ;对于球形补偿器 ,控制两球体的间距是关键。另外 ,支吊架作为补偿器的重要辅助部件 ,其安装质量也是不容忽视的。     

同心双管柱受力分析及变形计算

在油气井冲砂、排酸等井下作业中,同心双管柱具有广阔的应用前景。根据流体力学、弹性力学等理论建立了同心双管柱的力学、数学模型,比较全面地考虑了同心双管柱作业时受到的各种作用因素,推导出同心双管柱变形量的计算方法。计算结果表明,同心双管柱在压差、浮重、摩擦力、温差和膨胀综合作用下发生变形,对其使用和安全性能产生影响;在实际工程中,由于套管和管柱的摩擦作用以及井斜角的影响,同心双管柱的实际变形量要小于理论计算值;当外油管缩短内油管伸长达到一定值时,内油管发生屈曲变形,需要做管柱的变形补偿设计。     

承受外载荷法兰受力分析及强度校核计算方法探讨

分析了预紧和操作状态下法兰受力的不同情况，指出对承受外载荷的法兰强度校核，应在分析法兰受力状态的基础上用不同方法进行强度校核，并给出了相应的强度校核计算方法。     

管系球形补偿器的受力分析及其应用

球形补偿器是管系热补偿中的新结构。本文在对其进行力学简化的基础上分析了纳入系统计算处理的方法,最后列举了应用实例。     

正确计算方形补偿器安装冷拉值的公式

在热力管道施工安装中,方形补偿器的应用比较常见,但正确计算方形补偿器的安装冷拉值通常不被人们重视。文章以庆阳石化公司60万吨/年催化重整装置转油线方形补偿器的安装为例,详细介绍了方形补偿器安装时冷拉值的计算过程,得出了正确计算冷拉值的公式。     

常规抽油机改造成旋转驴头抽油机后支架的计算

从旋转驴头抽油机的特点及其在国内油田的使用情况出发，提出了常规抽油机改造为旋转驴头抽油机时主要承载部件的校核计算问题。以ＣＹＪ１０－３－５３ＨＢ型常规抽油机改造为ＣＹＪＺ１０－４．２－５３ＨＦ（Ｇ）型旋转驴头抽油机为例，运用结果分析程序（ＳＡＰ５）对改造后的支架进行了校核计算。结果表明，支架经局部加强后，其刚度、静强度、疲劳强度及稳定性均满足使用要求，从而为油田进行抽油机改造提供了理论依据。     

抽油泵柱塞旋转及参数设计

为了解决油藏出砂给抽油泵带来的种种问题,研制了抽油泵柱塞自旋转装置,它是在抽油泵排油过程中靠液体沿螺旋槽旋转向上流动,冲击槽壁产生的一种径向分力使柱塞旋转,从而避免了抽油泵砂卡事故的发生。通过对旋转装置的受力分析,从理论上推导出旋转参数的计算公式,设计出可行的旋转参数。     

漂浮接箍安装位置的理论计算

漂浮接箍将套管内部分隔为液体和气体2个独立段,从套管井下受力分析入手,建立了套管微元段的三维力学模型,推导了不同套管段的线密度,提出了数学模型的求解方法,从下往上计算出井口处套管所受的拉力,以此来判断是否需要下入漂浮接箍,同时计算漂浮接箍的安放位置,应用编制的计算软件,分别对无需安装浮箍与需要安装浮箍的例子进行了计算。     

抽油杆柱下部的受力与变形计算

应用连续梁纵横弯曲理论,讨论了在井眼倾斜的情况下,抽油杆柱下部在下冲程时的弯曲应力和变形,并结合实例进行了计算。还分析了井斜角对最大压应力的影响和弯曲变形的规律。     

考虑多缝应力干扰的页岩储层压裂转向角计算模型

页岩储层压裂裂缝与天然裂缝相交后,其延伸方向是否改变是决定压裂能否形成复杂缝网的关键因素,转向角增大则有利于与天然裂缝相互连通,最终形成复杂裂缝网络结构。为计算多裂缝扩展时水力裂缝穿过天然裂缝后的转向角,基于线弹性断裂力学理论,建立了考虑远场地应力、裂缝尖端应力集中效应以及多裂缝扩展应力干扰下的页岩储层裂缝与天然裂缝相交后转向角计算模型。通过对比已有单缝模型,发现考虑多缝扩展产生诱导应力时,水力裂缝穿出天然裂缝后的转向角将增大,且裂缝长度、裂缝间距、天然裂缝分布位置、缝内净压力都影响转向角的大小。该模型可用于水平井多段压裂和井工厂压裂裂缝转向角计算,评价缝网压裂可行性、指导缝网压裂设计。     

柱塞自旋转装置的计算

在柱塞上端接一根外圆带有螺旋槽的自旋转装置，靠排出液流的螺旋上升流动产生分速度使柱塞在抽汲过程中产生随机自旋转运动，从而消除柱塞的偏磨现象，达到提高抽油泵寿命的目的。这就是旋转柱塞的工作原理。产生多大的旋转力才能克服柱塞与泵筒之间的最大内摩擦阻力而使柱塞旋转，根据已知条件推导出柱塞旋转力、螺旋槽宽度、深度和螺旋角之间的关系式，将计算结果与柱塞和泵筒之间的最大内摩擦阻力进行比较，从而找出合理的螺旋槽宽度、深度和螺旋角。     

液压丢手工具丢手压差的设计计算

丢手压差的设计与计算是丢手工具设计中最关键的问题，丢手工具控制活塞下行要克服控制剪钉的剪断力和压力效应等因素所产生的其他力，现场试验表明，现场操作丢手压差与地面试验丢手压差有很大的出入。文章对影响YDS型液压丢手工具丢手压差的各种因素进行了全面的分析，并介绍了室内及现场丢失压差的设计计算方法。     

辅助吊装用钢构架的受力分析与计算

某催化装置的第一再生器,质量超过800t,吊装难度很大,经过对多种方案的分析比较,最终巧妙地以再生器旁边的楼梯间为依托,在楼梯间上竖立一个小型桅杆,实现了再生器的分段吊装.文章给出了这次吊装的关键受力部件--楼梯间的受力分析计算方法,对类似吊装工程具有实用价值.     

铰接式底盘车辆转向油缸的受力及参数计算

铰接式底盘车辆的转向角大、转向半径小、机动灵活,适应戈壁、沙漠油田恶劣的道路环境。转向油缸的布置方案关系到该车辆的转向性能。通过对铰接式底盘车转向系统的分析,推导出转向力矩的计算公式及油缸参数计算式,并通过对转向油缸运动轨迹的分析,给出油缸结构布置的优化方案。     

深井分层注水管柱受力变形计算方法改进

针对原高压注水受力分析计算模型的不足之处,提出以下几点改进建议:区分计算完全与部分弯曲管柱的缩短量;细分工作状态,计算温度分布;在多级分层注水中考虑封隔器胶筒摩擦力和配水器水嘴压力与水量损失;增加下入、洗井和停注过程,完整描述整个注水过程中管柱受力变形变化情况。最后,编制深井分层注水管柱受力分析软件进行实例计算。     

猫头绳的受力分析与计算

分析了钻井绞车猫头工作时猫头绳的受力情况,建立了提升力、操作拉力与缠绳圈数之间的关系式。这个关系式既可用来较准确地计算提升力,也为计算猫头绳与猫头之间的摩擦系数提供了一种简便的方法。