涡轮钻具动态轴向水力载荷特性计算新方法

动态轴向水力载荷是影响涡轮钻具止推轴承工作寿命的主要因素之一。针对动态轴向水力载荷特性研究存在的不完善性，从微团动力学平衡和转子动态水头出发，导出了涡轮钻具动态轴向水力载荷特性的实用计算公式，从而为研究新型涡轮钻具和更科学地预估止推轴承寿命提供了初步的理论依据。     

新型涡轮钻具的组合设计

改善常规复式涡轮钻具性能取决于抓好先进的涡轮叶栅水力设计和采用独立滚动球轴承支承节环节。带同步减速器涡轮钻具可克服常规涡轮钻具和螺杆钻具的固有缺点，是提高我国深井钻井技术的关键装备。文中就减速器的形式对减速涡轮钻具进行分类讨论，最后还比较了４种井下动力钻具的优、缺点。     

国产涡轮钻具结构及性能分析

详细介绍了国产涡轮钻具中常规型、独立悬挂式和浮动定子(转子)式3种典型钻具结构型式和性能参数。重点讨论了国产涡轮钻具的涡轮叶栅及型线的流场、止推轴承组、扶正轴承等影响钻具性能和使用寿命的关键技术。通过对以往研究工作的总结分析,提出我国涡轮钻具今后的研究工作计划和发展建议。     

TPM—195型减速涡轮钻具

<正> 据近期《石油消息》报道,全苏钻井科学技术研究所彼尔姆分所研制成一种用于钻探深井的TPM—195型减速涡轮钻具。这种钻具既可与Φ215～269.6mm的型钻头匹配使用,也可与开式轴承牙轮钻头匹配使用。 TPM—195型减速涡轮钻具由两节3 1—195型涡轮、中间轴承节、减速器和下轴     

现代涡轮钻具结构性能的改进

通过对苏联发展涡轮钻具的态势研究,结合本国的科研实践,认为高效能涡轮钻井用的支承节式多节涡轮钻具是比较成熟和最有发展前景的钻具。目前的涡轮钻具转速偏高,不适宜牙轮钻头工作的要求。为此而设计的低速涡轮不能只顾追求涡轮高效率,而应考虑牙轮每转的吃入量,增加涡轮扭矩与空转转速之比值。浮动定子涡轮提供了增大叶栅直径和减少级高的可能性,是一种更具备发展前途的结构。设计匹配PDC钻头用的高速大功率涡轮时,重点应考虑高效率。然而,高速涡轮的工作周期取决于支承寿命。使其寿命延长的根本办法是使涡轮轴向间隙不受止推轴承磨损的影响。     

国内外井下动力钻具减速器的现状

介绍了国内外涡轮钻具和螺杆钻具所用涡轮减速器、螺杆减速器、少齿差齿轮减速器及行星齿轮减速器的工作原理、发展现状及各自的适用范围。根据我国油田的具体情况，近期我国可发展螺杆减速器（组成螺杆－涡轮组合钻具）。从长远的观点看，我国应发展涡轮钻具并研制行星齿轮减速器。     

一种带齿轮减速器的新型涡轮钻具

为消除常规涡轮钻具的低扭矩、高转速等不利因素 ,设计了带齿轮减速器的涡轮钻具。当向井下泵入钻井液时 ,带齿轮减速器的涡轮节转速按减速比减小 ,其扭矩按一定比例增大 ,从而实现大扭矩、中转速的动力钻具配中高速牙轮钻头或PDC钻头钻进 ,大幅度提高机械钻速的目标。齿轮减速器在油浴状态下工作 ,减速器与支承不承载 ,因此具有较好的耐热性。这种新型涡轮钻具在俄罗斯、阿塞拜疆、乌克兰及埃及的超深井钻井中得到广泛应用 ,并取得良好的效果。我国部分油田也引进了这项技术 ,但尚需进一步推广应用。     

4种井下减速器与涡轮节串联组合的对比分析

在介绍４种井下减速器工作原理的基础上,探讨了这些井下减速器与涡轮节以１加１方式、２夹１方式串联的特点,并着重阐明了这２种串联方式的机理。通过对几种减速涡轮钻具特性的对比,指出发展带同步减速器或摩擦滚珠减速器的２夹１联涡轮钻具大有前途。     

国外新型导向涡轮钻具的研制与提高涡轮钻具寿命的方法

导向涡轮钻具是在涡轮节中采用低速升压特性的涡轮叶栅和推力平衡盘结构，采用金属轴承替代金属橡胶推力滑动轴承，比常规涡轮钻具短、机械钻速快、定向控制能力强。为提高涡轮钻具的寿命，文中还介绍了激光方法处理支承节轴承和采用等离子强化工艺提高金属止推盘的耐磨性。     

涡轮钻具滚动止推轴承材料及其工艺的建议

依据涡轮钻具滚动止推轴承的工况及失效形式，提出一系列可供涡轮钻具滚动止推轴承选材的建议，并相应地讨论了它们的热处理工艺和性能。     

背斜顶部凸界面反射特征分析

通常背斜顶部凸界面可用半径为Ｒ的一段圆弧来模拟,Ｒ的变化反映了凸界面的曲率大小,即凸界面的宽窄程度,而平界面只是凸界面的一种特例,由此推导凸界面的菲涅尔带表达式。Ｒ的变化对菲涅尔带面积有较大的影响,从而引起反射能量有较大变化。     

压裂液返排过程中支撑剂回流规律研究

油井压裂结束后,均有压裂后返排过程。返排过程中支撑剂回流是评价压裂效果的重要因素,因此有必要对其进行研究。考虑压裂返排过程中缝宽的动态变化,根据质量守恒定律和伯努利方程,考虑返排过程压裂液的滤失,得到缝内任意垂直截面的流速计算模型;对回流过程中支撑剂进行力学分析,得到支撑剂发生回流的临界条件,进而提出控制支撑剂回流的合理返排方案。根据建立的支撑剂返排模型,对吉林油田嫩平1井进行压裂液返排设计,制定出合理的控制支撑剂回流的返排施工方案。     

电潜泵工况仪参数应用实践

电潜泵井动态分析和故障诊断是电潜泵井管理的重要环节,结合电流卡片、生产动态、井史等资料进行工况分析的常规手段往往不确定因素较多。电潜泵井通过安装井下工况仪,可以实现电潜泵机组运行参数的实时记录,为动态分析和故障诊断提供更多、更直接的数据,从而全面准确地进行工况分析,判断故障原因,挖掘油井潜力。通过对电潜泵工况仪记录参数进行深入分析,并根据参数变化所表现出的特征绘制成示意图,对电潜泵井的故障类型进行了分析总结。现场应用表明,该分析方法具有推广应用价值。     

考虑生产段表皮因子变化的水平井产能模型

水平井生产段的表皮因子并不是一个固定值,而是沿生产段非均匀分布。针对裸眼完井方式下水平井生产段表皮因子沿程分布进行研究,总结并建立表皮因子常见几种变化模式,将生产段表皮因子沿程变化对水平井产能的影响考虑进产能模型,修正水平井生产段流动模型,并推导出考虑表皮因子沿生产段变化的水平井产能的半解析模型。最后结合现场数据进行应用计算分析,并与现有的产能解析公式进行了对比分析,结果表明,考虑生产段表皮因子变化的水平井产能模型要比现有的产能解析公式计算精度高,更为符合现场实际。     

陡倾界面反射波解释方法的探讨

对于陡倾有限界面反射波,若按零炮检距剖面自激自收反射波解释,将引起叠加剖面反射波几何学和动力学特征的变化,造成构造、岩性的错误解释。为此,本文依据几何地震学理论,分析了引起陡倾有限界面反射波特征变化的几何因素;以及反射波动力学特征参数(振幅、频谱、信噪比)的变化规律,提出了在叠加剖面上确定反射波终断点的解释方法。     

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。     

VSP逆时偏移处理

VSP逆时偏移处理是一种适用性很强的波动方程偏移方法。其控制方程既能描述波的全方向传播,又能消除层间多次反射波。本文通过推广Claerbout成像原理确定出成像条件,以实际VSP数据求出边界条件,按时间逆的次序求解双程无反射波动方程。在每一步外推中,利用成像条件求得相应成像点的偏移值。当逆时外推至最小成像时间时,就能得到整个剖面的偏移结果。理论与实际资料处理表明,该方法能适应各种速度的变化,使偏移后的剖面具有较高的分辨率和信噪比,而且处理效率极高。     

浇筑式沥青混凝土动态模量主曲线研究

利用Superpave简单性能试验机(SPT)对浇筑式沥青混凝土在不同温度和荷载作用频率下的动态模量进行了试验研究,并分析了温度和荷载频率对动态模量和相位角的影响。根据时间-温度等效原理,通过非线性最小二乘拟合,确定了浇筑式沥青混合料的动态模量主曲线,通过主曲线获得任何温度下、试验设备无法测试频率范围内的浇筑式沥青混凝土的动态模量,为浇筑式沥青混凝土路面结构设计提供相应的材料参数。     

裂缝性油藏非稳态产能预测应用研究

应用裂缝性油藏非稳态产能预测软件分析了多口生产井,基于油藏与井筒耦合作用的非稳态产能预测新方法对于单井产能预测具有优越性、长远性和实用性。该方法不仅可以直接利用不稳定压力测试成果进行预测,还可以通过生产动态资料拟合来确定地层参数和预测,也可以用来研究不同工作制度、完井方式,以及增产措施改善情况下的产能变化。该项技术对于衰竭式开采的油藏工程研究提供了先进的手段。     

海洋钻井隔水管的动力响应

海洋钻井隔水管在交变载荷波浪力作用下发生振动，从而偏离原来的位置，严重时可使钻具遭到破坏，造成钻井中断。采用泛函变分法导出了隔水管的振动微分方程。利用微分方程和边界条件可确定动力响应的通式，将通式代入泛函并求极值，即可得出具体条件下隔水管的动力响应。东海水深２００米，海浪最大波高１５米，周期１３秒。按这种极限海况，应用上述方法对在东海作业的“勘探３号”隔水管的动力响应进行了计算，结果表明，该隔水管中上部距海底１４２米处有最大振动位移３．０６米。