钻井泵压力及阀体位移规律的微机测试系统

钻井泵阀工作性能的好坏直接影响钻井作业能否顺利进行。为对钻井泵阀的运动学和动力学性能进行研究，建立了由计算机、传感器、信号放大器、激光器、A／D接口等组成的微机测试系统。介绍了钻井泵压力、阀体位移规律及活塞死点的在线测试原理和方法；同时介绍了位移传感器的制作原理和方法，以及对测试信号进行滤波、放大的处理手法，最后给出了实测曲线。对这种测试系统稍加改造，即可用于对钻井泵进行故障珍断等方面的研究。     

钻井泵泵阀压力参数在线测试技术研究

泵阀是钻井泵的重要部件，通过压力参数的在线测试，可以监视泵阀的运动工况，文中介绍了泵阀压力测试的基本原理，方法，测试了泵阀的吸入管、液缸、排出管在不同载荷下的压力对研究泵阀的直实动力提供了可靠的数据依据。文中分析了压力和压差、压力与载荷等相互关系，都是同泵阀的实际运动情况相一     

钻井泵阀冲击力的应变测试方法

介绍了在泵阀试验台上,采用应变测试技术测试泵阀关闭时冲击力原理和方法以及部分测试结果,通过测试表明,泵阀关闭时的冲击力可以通过电测的方法得到,而避免了采用脱离实际的纯理论分析和计算.     

抽油泵泵阀运动规律的测试研究

作者介绍了在抽油泵试验台上对泵阀运动规律进行的观察和测试情况。以图表的形式表明了泵阀的运动规律与柱塞运动规律的变化关系。指出:抽油泵泵阀的运动不仅有上下直线运动,而且还有旋转运动。这对抽油泵泵阀的结构设计和材料选择有参考价值。     

往复泵汲液过程的动态数值模拟研究

运用数值计算方法对往复泵汲液过程进行了动态模拟,研究了泵阀的运动规律和阀隙流体的流动。通过模拟获得了泵阀升程、速度等运动规律,同时分析了魏斯特法尔现象的影响,指出了往复泵阀运动规律推导过程及开启滞后角定义中存在的问题。模拟结果表明,当不考虑排出阀的关闭滞后、液缸未充满、液体含气、机械传动机构的间隙等影响时,往复泵阀开启时几乎无滞后,由液体压缩性引起的滞后角很小;魏斯特法尔现象影响阀关闭时的滞后升高,但不影响阀开启的滞后角;切向冲刷作用是造成泵阀密封圈破坏失效的主要原因。     

基于MATLAB的钻井泵阀运动特性分析

利用MATLAB软件对钻井泵阀阿道尔夫微分方程进行了数值求解,并构造了描述阀盘关闭阶段的简化模型,准确地分析了阀盘的运动特性.通过对不同阀盘锥角的锥阀进行仿真计算得出,当阀盘下底面直径一定时,随着阀盘锥角的增加,阀盘的关闭速度及关闭冲击力都相应地减小,进而可以有效改善阀盘冲击阀座形成的冲击疲劳.该结论对泵阀的优化设计及延长泵阀使用寿命有重要的指导意义.     

往复泵泵阀运动规律的建模与仿真

建立了往复泵泵阀运动规律的数学模型。该模型解决了泵阀在开启和关闭阶段升程为零的方程奇点问题，并能对泵阀在不同工作条件下的不同开启方式进行描述．因而这种泵阀运动规律的数学模型更加完整和接近实际。此外编制了泵阀运动规律的仿真程序，并分别对Ｆ８００钻井泵泵阀和３ＮＢ—１３００钻井泵泵阀进行了仿真试验。最后比较了同等条件下的仿真与实测结果，二者基本一致     

抽油机井便携式载荷位移测试技术

传统抽油机井的载荷位移测试过程繁琐、存在安全隐患,固定载荷传感器标校困难、测试精度低。采用便携式载荷位移测试技术,通过采集光杆上、下抽汲运动中横向变化量及加速度,可测得光杆载荷位移数值,并给出示功图。测试时只需将传感器安装在光杆上,在不停机的状态下即可快捷在线精准测量。329台、180万井次实际应用表明:测试结果满足精度要求,操作安全简便,示功图能真实反映抽油机井生产工况。     

深水测试管柱动力学分析

深水测试对于及时发现和准确评价海洋深水油气藏具有重要意义,而深水测试的成功率和效果则是通过深水测试管柱力学研究的结果来评价的,其中测试管柱动力学分析可用以评价测试管柱在各种海况下的安全性。为此,提出了使用幅值响应算子（RAO）来计算钻井船纵荡水平运动和升沉运动的位移随时间响应的方法。把通过大钩补偿系统补偿后的升沉运动载荷作为测试管柱顶端的力边界条件和钻井船的纵荡水平运动位移作为测试管柱顶端的位移边界条件,应用有限元方法对测试管柱进行了动力学分析。研究得出以下结论：①在波浪的作用下,钻井船的升沉运动在3 m内,而钻井船的纵荡位移较大;②随着波高的增大,测试管柱的位移和应力波动幅度增大,而应力平均值则变化不大;③波高在10 m以内,测试管柱是安全可靠的。     

K型模型井架应变位移测试及计算分析

采用经纬仪观测位移和电阻应变片测量应力的方法，对K型模型井架的位移和应力进行了试验室测试；采用线性和几何非线性的计算机程序，对模型井架进行了有限元计算分析。测试和计算分析表明，井架承受垂直载荷时，除产生前倾变形外，还产生轻微的扭转变形。测试的位移值和应力值都比计算值大，说明目前的计算方法还不能反映由于制造和安装误差使井架产生的附加变形与应力，这种计算方法需进一步完善和改进。     

钻井泵泵阀关闭时冲击力的测定

通过计算方法确定钻井泵泵阀与阀座冲击力时,计算结果多不精确。提出了采用应变测试技术测定冲击力的方法。测试时,将应变片贴在阀座的4个筋板两侧面中间中性轴附近,并与阀座轴线呈45°角,筋板上的应变片串接在一个桥臂上,4个桥臂上的电阻值相等。为使阀座筋板中间截面的中性轴附近材料处于纯剪切应力状态,加工时使阀座导向套上端面高出筋板上表面0．5－1mm,使阀体下落时仅与导向套上表面接触。测试结果表明,电测方法对测定泵阀关闭时的冲击力是可行的。     

钻井泵阀运动对排量的影响

在分析钻井泵的排量不均度及钻井泵阀运动规律的基础上, 给出了阀盘上升和下降时的位移表达式。根据水力学的连续原理, 推导了进入排出空气包的液体流量公式, 指出泵排出液体的量由２ 条正弦曲线和１ 条余弦曲线叠加而成。实例计算表明, 考虑泵阀运动对排量的影响,使用小直径缸套时, 泵的排量不均度提高了５ 倍。建议尽可能减小阀盘直径和运动速度, 并尽可能使用大直径缸套。     

抽油泵泵阀运动规律的新模型及计算机仿真

在阿道尔夫泵阀运动微分方程的基础上,研究了抽油泵泵阀的运动规律。为了解决阿道尔夫泵阀运动微分方程在泵阀开启初期的奇点问题,综合考虑了液体可压缩性、泵阀运动的魏氏效应对泵筒内液体连续流条件的影响以及泵阀运动的动力特性,建立了泵阀运动数学模型。同时,应用数值积分法建立了泵阀运动规律的仿真模型,并编写了泵阀运动的计算机仿真程序。室内台架模拟试验结果表明,建立的泵阀运动规律数学模型具有较高的仿真精度。     

钻井泵阀体阀座的物理气相沉积处理

钻井泵泵阀在工作过程中要承受高压钻井液的强烈冲蚀，极易损坏，使用寿命低。针对这一问题，作者在原表面渗碳处理的基础上，采用物理气相沉积（ＰＶＤ）技术对钻井泵阀体阀座进行ＴｉＮ涂层处理，并对这种涂层的性能进行了测试。现场试验结果表明，经采用物理气相沉积技术进行ＴｉＮ涂层处理后，钻井泵泵阀使用寿命较未采用这项技术处理前提高了将近３倍。     

智能测试阀简介

智能测试阀（IRDV）集测试阀和循环阀于一体，应用静液压力、微处理器及低压脉冲控制信号实现井下开关井和循环阀的开关，开关顺序可以根据需要任意改变，且所需的操作压力较小，是目前试油中最为先进的测试工具。详述了IRDV智能测试阀的结构和工作原理，简述了其优点。     

基于物理意义的示功图凡尔开闭点精确提取

凡尔开、闭点的提取是抽油井示功图识别与量化分析的基础,对抽油井故障诊断、功图量油等具有重要作用.根据有杆抽油泵的工作原理和凡尔开、闭点的物理意义,对地面示功图上凡尔开、闭点位置进行了理论分析,提出了一种精确提取地面示功图上凡尔开、闭点的方法.在位移-时间曲线上确定上、下死点后,对载荷-时间曲线进行分区、去噪(平滑去噪、拟合去噪、迭代去噪)后,直接采用穷举比较法寻找最优解,从而确定固定凡尔和游动凡尔打开点(B点、D点);采用相同方法再确定游动凡尔和固定凡尔的关闭点(A点、C点).编制了相应的软件,并利用1 000多个算例进行验证(包括多种故障算例),结果表明该方法能精确确定示功图上凡尔开、闭点位置.     

超浅井地层测试工艺研究

针对超浅井地层测试中因环空压力小、管柱重量轻、封隔器坐封难、开关井操作难的问题 ,分析了各测试工具的性能特点 ,设计出一套解决测试工具性能、管柱结构和工作制度的超浅井地层测试工艺技术。认为计算好封隔器所需钻压及油管、钻铤数量 ,保证封隔器坐封严密 ,减少开关井次数是测试成功的关键     

变排量抽汲测试测取产液剖面技术

为准确找出油井的出水层段,研究了变排量抽汲测试产液剖面技术.该技术在油井检泵作业施工期间进行,通过油管驱动产液,测试仪器从油管下入并过泵柱塞到达测试层段,进行不停抽变排量测试.得到产液剖面资料.该技术适用于斜井、稠油井、螺杆泵井、电潜泵井、水力泵井等无法进行环空测试的油井.在华北油田实施了50余井次,为油田开发方案的判定提供了较为准确的资料.