复合射孔枪枪身材料动态本构关系的试验研究

为确定复合射孔枪枪身材料32CrMo4钢在井下高温、高加载率工作环境下的动态性能,利用MTS试验机和分离式Hopkinson冲击压杆装置做了应变率为0.001、1000和3000/s,温度为294、373、473和573K的单轴动态压缩试验,得到32CrMo4钢各组温度及应变率下的流动应力-应变曲线。拟合得到该钢Johnson-Cook本构关系模型所需的5个参数,模型拟合曲线与试验曲线吻合。     

射孔枪枪体断裂原因及预防措施

射孔枪枪作除受井内的介质腐蚀、井温及压力的影响外，主要威胁来自射孔弹发射时产生的高压及巨大冲击波，这是造成枪作断裂的主要原因。针对这种情况，提出了相应的改进措施：1．改善枪体质量，包括改过枪作结构、注重枪体选材和热处理、完善检测手段和检验方法；2．加强进货管理和使用管理；3．开展技术改造与革新；4．加强枪作断裂的分析研究工作。     

102型射孔枪在中原油田的应用

射孔是油田勘探、开发十分重要的技术，采用最合理的射孔方式，最大限度地开发产层的产有，有利于油田产能建设和经济效益的提高，基于这一目的，中原油田于１９９４年１２月开始在各油田进行了１０２型射孔枪的试验和推广应用，取得了较好的效果，尤其是在文东、濮城胡状等油田获得了显著的效果并取得了巨大的经济效益。文中阐述了１０２型射孔枪的各项技术指标与１０２枪下基层及复合１０２枪型的特点，分析了不同深深的比值关系，     

新型水平井复合射孔枪研究

大庆油田水平井通常采用的是φ139.7 mm套管,由于水平段起伏波动造成变形,使得套管内有效内径变小,需要研制一种在102型与89型之间的、适合在φ139.7 mm套管水平井内使用的新型水平井射孔枪。通过枪身材质优选、弹架结构设计、枪身连接结构设计和新型射孔弹开发,研制了新型95水平井射孔枪和新型深穿透射孔弹,平均穿深达到645 mm,比89型水平井射孔枪穿深提高29%,并且能够实现在水平井射孔段内任意方向定向射孔;研制了新型95型水平井复合射孔枪,检测了该枪的安全性能指标,优化出了最佳火药装药量。在大庆油田现场试验证明,新型95型水平井复合射孔枪完全满足水平井复合射孔的需要。     

新型水平井复合射孔枪研究与应用

目前大庆油田水平井均采用φ139.7 mm套管,由于水平井水平段起伏波动常造成套管变形,使得套管内有效内径变小,需要研制一种新型水平井射孔枪。通过严格的枪身材质优选、弹架结构设计、枪身连接结构设计和新型射孔弹开发,研制了95型水平井射孔枪和新型深穿透射孔弹。新型射孔枪的平均穿深达到645 mm以上,比89型水平井射孔枪穿深提升29%,并且能够实现在水平井射孔段内任意方向定向射孔。通过室内试验检测了95型水平井复合射孔枪的安全性能指标,优化出了最佳火药装药量。大庆油田现场试验证明,研制的新型水平井复合射孔枪完全满足水平井复合射孔的需要。     

复合射孔枪泄压孔及装药量对环空动态压力的影响研究

采用实验室模拟套管实验装置和动态压力测试技术,对复合射孔器枪身泄压孔及火药装药进行系列单发射孔单元的爆炸实验,研究在不同枪身泄压孔径、不同火药装药量条件下射孔弹和火药爆燃所产生的压力对环空压力变化过程的影响,以及不同泄压孔径时相同载荷和标准泄压孔时不同装药量对枪身安全性的影响.对相关研究内容进行了数值模拟分析,给出了多个实测p-t曲线图.实验和分析结果能够增强对复合射孔技术的进一步认识,对枪身结构设计、装药设计、安全性及个性化设计方面提供参考依据.     

基于SPH方法的射孔枪设计及射孔过程研究

基于SPH方法对射孔枪射孔过程进行了模拟,并实现高速射流情况下的射孔过程仿真.计算了射孔弹弹型不变的情况下以40CrNiMo为材料的枪筒,在不同射流速度下盲孔毛刺高度值,不同射流速度和不同盲孔深度下的穿孔直径以及不同材料下毛刺高度值.通过计算发现,盲孔毛刺高度随射孔速度的增加而降低,且高度值变化幅度越来越小;射孔枪的穿...     

全通径射孔枪的研制和应用

为满足国内全通径射孔作业的需要,开发了全通径射孔枪。它主要由全通径点火头、全通径射孔枪身、全通径夹层枪身、口袋枪、粉碎式射孔弹和丢手枪尾(或排气枪尾)等组成,采用油管输送、机械投棒点火方式,在射孔的同时,可保证枪内零件破碎,实现射孔后整个射孔枪管串全部贯通,无须起管柱就可直接进行生产测井、酸化压裂、地层测试和采油等作业。现场应用表明,全通径射孔枪结构简单,性能可靠,各项技术指标均达到了设计和施工要求。     

抽油杆材料断裂韧度及机械性能的可靠性分析

对抽油杆材料35Mn2钢的机械性能和断裂韧度进行了大量的实验研究,并进行了可靠性分析.认为σ_s,σ_b,Ψ,δ均服从正态分布.对各参数进行了点估计和区间估计.为对抽油杆各部位、各种缺陷进行可靠性评定提供了依据.     

室内水压致裂法测定岩石的断裂韧性

水力压裂过程中，裂纹扩展准则至关重要。如果裂纹失稳扩展穿过隔层遇到水层或另一储层。将导致压裂失败。为了保证裂缝在施工设计范围内扩展，就要考虑裂缝尖端应力场的应力强度因子与隔层岩石断裂韧性的关系，进行相应施工设计。通过室内实验和测井资料分析，研究岩样断裂韧性与其相关变量的关系，得出岩样断裂韧性与其变量的关系是线性的。在压裂施工设计中，预测各个层段岩石的断裂韧性，比较目的层与隔层及其非目的层岩石断裂韧性，以便在水力压裂裂纹扩展过程中监测控制裂纹的横向扩展和纵向扩展，尤其是裂纹的纵向扩展，保证水力压裂质量。     

油田常用橡胶断裂韧性的实验测定

给出了带裂纹橡胶零件的开裂判据Ｊ≥ＪＣ。由标准橡胶试件的实验发现, 试件拉断时的最大载荷和裂纹开始启裂时的临界载荷, 均与裂纹相对深度ａ／ ｗ 呈线性关系, 且随着裂纹相对深度的增加而减小。利用载荷位移曲线上的裂纹启裂点拟合出了裂纹启裂迹线, 进而采用裂纹启裂迹线法测定了油田常用橡胶的临界Ｊ积分值（ 断裂韧性） , 计算时去除了远离裂尖区域所吸收的能量, 得到４ 种橡胶的临界Ｊ积分值, 即２４０ 号橡胶的ＪＣ＝ ７－１５ ×１０ － ３Ｊ／ｍｍ２ ; ８０２ 号橡胶的ＪＣ＝４－７８ ×１０－ ３Ｊ／ｍｍ２ ; ８１３ 号橡胶的ＪＣ＝ ３－８５ ×１０ － ３Ｊ／ｍｍ２ ; ８１４ 号橡胶的ＪＣ＝ ３－６９×１０ － ３Ｊ／ｍｍ２ 。     

4145H钻铤钢的示波冲击性能及其动态断裂韧性

针对石油钻井中钻铤断裂以及北方油田在冬季石油钻铤下井起钻之后存在的冷脆现象,通过示波冲击实验,获得了4145H钻铤钢试样在冲击变形和断裂过程中的冲击力-位移曲线,并用实验得到的总冲击功、起裂功来计算其动态断裂韧度。结论认为：4145H钻铤钢的延性断裂韧度和动态断裂韧度均随温度的降低而降低,其冲击功随温度的降低而降低,起裂功与冲击功的比值随温度的降低而升高,裂纹扩展功及其与冲击功的比值随温度的降低而降低。在钻井工程中表现为：常温下裂纹在钻铤中扩展速率较慢,钻铤不容易断裂;低温下裂纹在钻铤中扩展速率较快,钻铤更容易断裂。该研究成果为合理指导4145H 钻铤的生产工艺和现场正确使用钻铤提供了实验数据支撑。     

毫米级宽度裂缝性漏失封堵实验研究

论文采用不同抗弯强度的纤维和可变形橡胶粒子配合使用,在3块裂缝宽度均为1mm而裂缝面形态不同的人造钢岩样上开展了多组模拟堵漏实验。实验结果表明,以软硬纤维联合架桥、固相颗粒依次填充的堵漏方式能够有效封堵裂缝宽度为1mm的刚岩样,形成的封堵层承压能力达到了10MPa以上。对封堵层进行分析发现,封堵层中的硬纤维具有恢复弹性形变的趋势,而使封堵层能够适应动态变化裂缝的能力;封堵层中的软纤维与硬纤维形成网架结构,使封堵层具备较强的整体稳定性。最终,实验优选出适用于封堵毫米级宽度裂缝堵漏配方:基浆+2.5%QP-1+0.3%动物毛发+2.0%橡胶粒。     

油井水泥石断裂韧性的实验研究

固井施工时,由于原因,会在水泥石中形成裂缝等初始缺陷;在射孔等作业中,在冲击载荷作用下,裂缝将迅速扩展产生大裂缝,容易造成含油夹层段窜槽,给开发等工作带来不利影响。文中引入水泥石的断裂韧性这一概念进行了增强经石断裂韧性机理分析,并分别采用“霍布金森法”和“焦散线法”进行了不同配方水泥石的动态断裂韧性测定实验,对增强水泥石断裂韧性的有效途径进行了实验探索,并结合模拟射孔实验结果,提出了能够抵抗射孔冲     

钻柱材料的动态断裂特性冲击试验台研制

针对现有动态断裂测试方法的不足,参照夏比冲击试验方法,研制了钻柱材料的动态断裂特性冲击试验台。该试验台在试验过程中可通过计数器读取试件断裂前的打击次数,根据打击次数可以算出试件断裂的累积能量。对钻柱材料动态断裂特性的测试表明,用该冲击试验台测出的动态断裂韧性比1次冲击测出准确,更能够反映材料的多冲动态断裂韧性,为材料的鉴别提供了一种可靠的测试手段,也为研究评价钻柱材料的动态断裂韧性提供了一种测试方法。     

硅酸盐复合材料防砂实验研究

通过室内实验，对用于防砂的硅酸盐复合材料体系的综合性能和防砂能力进行了分析研究。结果表明，该复合材料具有良好的施工性能和较强的阻挡出砂的能力，且具有较强的耐腐蚀能力，特别是对于一些因出砂严重而出现亏空的出砂层段，通过填充该渗透性硅酸盐复合材料能够恢复一定的地层应力和渗透性，为防砂提供了一种新的技术思路。这是一种有发展潜力的防砂技术，也是裸眼完井技术的一种创新。     

低渗透油藏裂缝动态渗吸机理实验研究

根据低渗透油藏裂缝与基质交渗流动的理论模型和物理模型,建立了裂缝与基质之间动态渗吸的实验方法并就裂缝内驱替速度、油水黏度比、润湿性,初始含水饱和度等参数对动态渗吸效果的影响进行了实验研究.对于低渗透裂缝性油藏,在压力梯度作用下水在裂缝内流动,同时由于毛细管力作用水渗吸到基质内,渗吸到基质中的水将油替换出来渗流到裂缝中,注入水再将裂缝中的油驱替到出口端,这就是裂缝与基质之间的交渗流动.动态渗吸实验结果表明:在本实验条件下,存在一个最佳驱替速度(3.0 mL/h),渗吸效率最高为35.5%;在一定的驱替速度范围内,由干毛细管力与黏性力的共同作用,渗吸效果最好.亲水岩心的动态渗吸效果最好.油水黏度比越小,动态渗吸效果越好.初始含水饱和度越高,毛细管力越小,动态渗吸效果越差.图6参20