动力水龙头可承扭吊卡装置设计

针对动力水龙头配备常规吊卡起下作业存在占用井口空间大、工人劳动强度大以及起下钻效率低等不足,设计了一种能够用于动力水龙头实现常规钻杆起下作业的可承扭吊卡装置。该装置能将动力水龙头的旋转扭矩传递给钻杆,实现钻杆与连接管柱的旋扣作业,有效减少井口空间,减轻工人劳动强度,简化井口工具,从而促进动力水龙头在国内的推广应用。     

磁性吊卡销的设计与应用

介绍应用磁学理论，结合实际情况所研制的磁性吊卡销，经过修井和钻井生产应用，它较了地消除了不安全隐患，减轻了操作人员的心里压力，是一种比较安全实用的磁技术。     

吊卡超声波探伤方法

当吊卡主要承载零件为锻件时,必须进行超声波探伤检测.介绍了国际及行业标准中超声波探伤检测的准备工作及注意事项,详细介绍了实际检测过程中两种常用方法,即当量计算法和距离-波幅曲线法的具体检测过程和评价标准,并给出了CD131×134/2250型钻杆吊卡超声波探伤结果.     

筒式轻便抽油杆吊卡

1．常规抽油杯吊卡存在的问杨门）劳动强度大。常规吊卡的施工工序繁琐，需两只吊卡交替使用才能完成起下抽油杆柱的任务。每起下一口井的抽油杆柱，作业工人需多次搬运重为30kg的“吊卡”，总搬动量多勺6t。（2）安全系数较小。常规吊卡的吊环悬挂在井架游动系统的大钩上，没有锁紧装置，容易脱钩伤人。（3）季节适应性差。冬季施工时吊卡锁片易冻，当油泥粘附在锁片上以后将造成锁片关开动作失灵，需要加热解冻或锤击解冻，工具损坏量大，使用不方便，且影响施工进度。（4）快速下杆过程中易自动解锁，造成抽油杆掉井，甚至伤人的重大事故…     

液压吊卡研制及结构强度分析

由于液压吊卡的承载较大,对其安全性能要求较高,其结构强度能否达到使用要求是关键。对液压吊卡进行结构设计,并通过有限元分析软件Workbench对液压吊卡主要受力部件分析,根据API 8C对提升设备的规范和要求进行强度校核,计算结果表明,液压吊卡能够满足设计要求。为了充分验证液压吊卡的可靠性,对液压吊卡试制并进行了功能试验和载荷试验,验证液压吊卡有限元分析的正确性,并验证液压吊卡的各项功能。各项数据表明,此液压吊卡满足现场使用要求。     

新型旋转手柄式吊卡锁紧销的研制

为了解决起下管柱过程中吊卡销时常会被弹出且易发生井下、地面设备及人身伤亡等安全隐患的问题,研制了一种新型旋转手柄式吊卡锁紧销。该锁紧销由吊卡销、滑套锁紧钩、弹簧、弹簧座、导向轴、旋转手柄、L形滑槽体和限位螺帽等组成,它是通过带有L形滑槽的旋转手柄,按顺时针和逆时针旋转90°与导向轴进行挂合和分离来实现锁紧和脱离2个过程。现场使用表明,锁紧销在多次解卡施工中防脱率达100%,操作简便,安全可靠,适用性强,彻底消除了在起下管柱操作过程中吊卡销意外滑脱的安全隐患,提高了生产效率,收到了较好的应用效果。     

海洋船舶用吊重水袋设计及有限元分析

介绍了海洋平台和船舶吊机负荷能力测试用吊重水袋的设计和强度校核方法。利用AN-SYS建立有限元模型,对采用聚酯纤维覆聚氯乙烯材料的吊重水袋进行受力分析,以35t水袋为例进行了强度校核。给出了1～35t吊重水袋的设计参数。     

斜坡吊卡活页应力分析与结构优化

对某斜坡吊卡进行有限元分析,主要针对易损部件——活页进行了详细的应力分析,并以应力分析为依据,对其进行结构优化。通过分析对比,结构优化后的活页在强度和可靠性方面都得到了很大的提高。     

远程控制单吊卡起下管柱作业工艺

在修井作业中,起下管柱的工作量最大、耗费时间最长,现在国内普遍采用的双吊卡倒换起下管柱工艺存在着工人劳动强度大、工作条件差、安全隐患多等问题。针对这种情况,基于现有修井机液压、电、气源条件,综合运用电控、液动、气动技术原理研制了一种远程控制单吊卡起下管柱施工工艺。其特点是:液动吊卡始终挂在两侧吊环上,无需拔插吊卡销子、摘挂吊环和搬抬倒换吊卡,有效地避免了人工操作时挂单吊环问题的发生;通过机械手扶正两侧吊环带着液动吊卡摆动,利用吊环与吊卡之间的柔性连接,即可完成油管在垂向与横向之间任意角度下吊卡对油管的抓取或放开;管柱提升、下放、上卸扣、移运、扶正等功能全部由操车手远程控制完成,实现了井口操作无人化,降低了工人劳动强度,削减了施工安全隐患,提高了安全操作水平。     

渤海油田套管射孔作业常见卡钻原因分析及处理方式

在套管井完井过程中,射孔作为沟通油井井筒与产层的主要方式,是作业过程中非常关键的一环。在实际作业过程中,由于地层出砂、井斜原因、压差吸附、枪管及套管间隙小等原因,多次发生射孔后遇卡、无法正常提活管柱的复杂情况。同时,受制于射孔管柱的复杂性及特殊性,管柱一旦遇卡后续处理难度大,造成工程进度延期,严重时会导致井筒报废。针对此类井下事故,通过对渤海油田常用射孔方式、管柱结构、典型卡枪事故及处理过程进行深入的分析及研究,提出射孔管柱遇卡后现场判断、处理及预防措施,希望对后续此类复杂情况处理具有指导意义。     

Cameron结构的防喷器壳体有限元分析

参考美国Cameron公司的闸板防喷器,所设计的壳体采用长圆形的闸板腔结构。利用Cos-mosworks 2008有限元分析软件计算单闸板防喷器壳体模型在额定工作压力35 MPa和静水压力52.5 MPa工况条件下的应力分布及危险点,并按照ASME规范分析其应力组合,表明该设计是安全的。     

修井动力水龙头疲劳有限元分析方法研究

基于Palmgren-Miner疲劳损伤累加理论,提出了一种与动力水龙头工作实际相符的疲劳寿命有限元分析方法。在考虑应力集中、零件尺寸、表面条件、腐蚀状态及载荷变化影响的基础上,确定了满足FEM 1.001规范的材料S-N曲线计算和修正方法。以提环为研究对象,采用该方法进行疲劳寿命有限元模拟。结果表明,提环疲劳寿命值高于动力水龙头服役周期工作总次数,提环疲劳寿命满足设计要求。     

疏松砂岩层套管受力的有限元分析

疏松砂岩层段油气井开采过程中,生产层段由于出砂将在套管外部附近形成空洞,破坏了套管的受力环境,套管外部失去支撑。由于上覆地层压力的作用和地层扰动力的作用,使套管在轴向压力作用下产生屈曲变形,甚至错断。文章用弹塑性有限元法建立了出砂层段套管屈曲变形的空间有限元力学模型。根据此模型,分析了套管内的Von-Mises应力随出砂范围变化的变化过程,定量分析了套管内的应力变化以及套管的侧向位移变化,这些结果为预防套管损坏和屈曲变形提供了理论依据。     

水平井套管受力变形分析的有限元方法

以整体套管柱为研究对象，设计了特殊的有限元模型来描述套管与井壁的接触状态和套管的受力。此模型综合考虑了井壁的间隙、井眼的曲率、摩擦力等因素的影响，能较为准确地反映套管的受力变形。据此编制了相应的计算程序，能计算出套管的变形及受力大小，为模拟套管整个下入过程的受力变形提供了一套有效的方法。     

注水井反冲洗套管承载能力有限元分析

在油田注水开发中，射孔套管的剩余壁厚及反冲洗过程中地层围压的不均匀性直接影响反洗井工艺的洗井压力。采用概率统计的方法，给出了套管剩余壁厚与服役期的关系；采用有限元法，在考虑材料非线性以及瞬态效应的条件下，确定了不同壁厚的套管在承受不同载荷状态下的承载能力，为反洗井工艺提供了理论依据。     

射孔参数对套管强度影响有限元分析

在不同的孔密、孔径和相位角情况下,应用板壳弹性体线性理论模型,对射孔套管进行了有限元分析,并对射孔套管强度的影响程度进行了计算。结果表明:孔密小于32孔/米时,套管强度的影响程度不大;孔径小于16mm时,套管强度的影响程度可以忽略;90°相位角套管强度影响程度最低。     

磨损套管抗内压强度试验与有限元分析

当套管受到严重偏磨时,套管抗内压和抗外压能力显著下降。鉴于此,从理论和试验2个方面分别研究了磨损套管的抗内压强度,研究结果表明:(1)在内压作用下,磨损套管的周向应变发生局部变化,最大值主要发生在磨损与未磨损的过渡区,最小值集中在磨损最严重的区域,因此套管截面在磨损区域"内凹";(2)在相同内压力作用下,随着磨损量的增大,磨损最严重处先周向变形减小且内收缩,继而周向变形增大,与磨损区相对的另一侧,从向外鼓胀变形转而向内收缩,套管截面出现椭圆变形;(3)在套管内壁的磨损初期相对磨损量对套管的初始抗内压性能影响相对较大。     

HST特殊螺纹油套管力学与密封性能有限元分析

为研究HST特殊螺纹油套管接头在机紧工况和拉伸工况下的连接性能和密封性能,采用Abaqus有限元软件,改变管体与接箍密封面过盈量和管体受力,分析2种工况下接头扭矩台肩、密封面和螺纹牙应力及接触压力。通过分析得到机紧工况下管体密封面最大过盈量为0.09 mm,拉伸工况下接头连接性能和密封性能减弱。研究结果可为HST特殊螺纹油套管的实际应用提供理论指导。     

深水钻井井身结构设计方法

深水钻井导管常采取喷射下入方式,表层套管井段为开眼循环钻进,浅部地层破裂压力梯度低,地层压力信息具有较大的不确定性。因此,其井身结构在套管层次、尺寸和设计方法上,与浅水及陆地钻井有着较大区别。在对目前深水钻井井身结构调研的基础上,重点从深水钻井水下井口力学分析及导管下入深度确定方法、表层套管下入深度确定方法、压力信息不确定条件下的套管层次及下入深度确定方法等三个方面,对深水钻井井身结构设计方法进行了阐述,并在此基础上探讨了深水钻井井身结构设计方法的下一步研究内容。