新型顶驱下套管工具的设计及研究

从现有顶驱下套管工具的缺点以及实现顶驱下套管工具可变径的角度出发,设计了一种新型顶驱下套管工具.为更好研究顶驱下套管工具卡瓦牙各参数对其性能影响,首先基于厚壁圆筒理论,建立了卡定部分承载能力力学模型和数学模型,并基于数学模型得出了提高承载能力的方法;其次基于Ansys有限元软件对卡定部分进行了分析,验证了其强度符合要求...     

顶驱下套管用卡瓦板承载能力分析及卡瓦牙结构优化

针对顶驱下套管用卡瓦牙板承受较高拉扭载荷后出现夹持不稳、牙齿磨损与齿尖断裂等问题,基于薄壳弯矩理论,考虑卡瓦板工作时承受的轴向力、径向力、扭矩,建立了卡瓦板的承载能力力学模型;基于响应曲面法,建立了卡瓦牙尺寸优化数学模型,并对优化数学模型进了方差分析。结果表明,卡瓦板长度大于200mm时,扭矩对卡瓦板承载能力的影响逐渐变大,扭矩对承载能力的影响不能忽略;所建卡瓦板承载能力力学模型取1.15倍安全系数后可应用于工程实践;方差分析证实了卡瓦牙数学模型的合理性,并得出了卡瓦牙最优结构参数,使卡瓦牙应力减小了17%。     

浅析顶驱旋转下套管技术

利用动力套管钳旋转套管上一般是常规下套管方法。多用于油气田的勘探开发中,深井、大位移井、大斜度井等高难度作用中。在这些井的套管作业中,存在着许多复杂的井下条件,降低了作业的及时性。下套管运行是控制套管质量,防止套管事故和提高套管质量的关键。顶驱旋转下套管装置是集机械、液压控制于一体的下套管设备,种安装在顶驱系统上,国内钻井广泛使用的是套管钳等工具,可作为其替代品。不仅极大减少套管遇阻、遇卡等潜在的安全危害,而且提高了下套管作业的速率和成功率,为套管顺利下入提供了装备保证,本文就顶驱下套管技术的背景、技术及设备情况进行分析与介绍。     

深井条件下套管形变实验装置的研发

随着油气勘探开发的不断发展,井深逐步加大,压力、温度也逐步升高,伴随着蒸汽吞吐、蒸汽驱等技术的应用,由于地层流体与环境温度的巨大差异,套管、水泥环受热膨胀导致的带压问题日益突出,导致套管损毁、水泥环破坏、安全性降低,影响作业生产,直接威胁到井筒完整性.深井条件下套管形变实验装置可以在室内条件下,通过模拟实际深井条件,测...     

高温高压深井试油与完井封隔器卡瓦咬入套管深度分析

在高温高压深井试油与完井中,封隔器定位性能主要取决于主要部件卡瓦,卡瓦咬入套管深度不足常常会引发封隔器定位失败。以完井封隔器RTTS为例,对高温高压深井复杂工况下,封隔器在井下试油与完井作业中卡瓦与套管间的作用进行分析,建立卡瓦与套管的力学模型,并对卡瓦与套管间的相互作用进行有限元分析。通过能量守恒定律建立卡瓦牙剪切应力公式和挤压应力公式,推导出试油与完井封隔器卡瓦咬入套管深度公式,分析影响试油与完井封隔器的定位性能参数。     

油田套管气防盗装置的研制

目前油田普遍采用的套管气防盗措施存在一定的局限性,文中介绍了一种新的防盗装置,介绍了该种装置的结构组成、工作原理、应用效果,现场使用证明,该装置符合生产现场特点,具有安全、经济、有效的特点。     

加氢装置热电偶套管断裂失效分析

采用宏观形貌分析、化学成分分析、金相显微组织分析、SEM微观形貌分析等手段,对某石化公司加氢装置的热电偶套管断裂进行了失效分析。结果表明,热电偶套管断裂的原因是低应力高周疲劳断裂,而硫元素含量超标和高温高压水蒸气均加速了疲劳断裂的进程。     

油井套管连续自动加药装置的研制应用

介绍油井套管连续自动加药装置的结构、工作原理与应用效果,采用该装置解决了油井套管不均衡加药难题,节省了大量人力物力,有很好的应用推广前景。     

变压器套管绝缘在线监测装置应用分析

介绍了套管绝缘状况的主要参数、电容量和介质损耗因数的检测原理与方法,概述了套管绝缘在线监测装置的特点,最后分析了传感器自身的误差、环境因素、偶然因素对在线监测数据的影响,以便排除干扰,避免发生误报警。     

超临界二氧化碳套管换热性能装置研究

搭建一台套管式换热管的装置,此装置可实现对冷热流体进出口温度和压力的测量。该装置为可装卸式,由外管、进口段、出口段和内管组成。外管为内径15 mm,壁厚3 mm的铜管,内管为内径10 mm,壁厚1.5 mm的铜管,内管又分为单直管、三直管、单螺旋管和双螺旋管四种,通过简单的拆卸和安装,本装置上能够安装不同形式的换热内管。该套管装置安装在跨临界二氧化碳热泵气冷器上,由热泵提供热流体即超临界二氧化碳,由焓差实验室恒温水系统提供冷流体水。本文在8 MPa、9 MPa、10 MPa压力下,进水温度9℃、15℃、29℃的工况下,分别对四种不同套管换热器进行了工程应用,应用结果表明二氧化碳流量均为0.01~0.03 kg/s,水流量为0.05 kg/s。     

顶驱钻井装置的计算机仿真

初步研究了机械系统计算机建模、仿真和分析的常用软件Pro／E，ADAMS和ANSYS及它们之间的接口标准，总结出一套实用的借助这些软件和接口做机械系统建模、仿真和分析的路线图和总体框架；对顶驱钻井装置建模、仿真和分析中应注意的问题做了阐明；对顶驱钻井装置中挟杆机构做了设计研究，集成了连杆连续柔性模块和连杆离散柔性模块，对其做了初步的仿真和分析；对顶驱钻井装置中起升系统做了等效弹簧模型和集成了钻柱离散柔性模块，并进行了初步的仿真和分析；建立了顶驱装置开钻时的模型，并集成了导轨连续柔性模块，做了初步的仿真和分析。     

油井套管防盗气装置的研制

本文针对目前胜利油田油区内私接盗气现象严重的状况,通过分析套管内气体憋压对井下抽油设备正常生产的影响,研制了油井套管防盗气装置,解决了因盗气引起的憋压问题,保证了油井的长期正常生产。     

起重机摇摆下伸缩套管防摇装置仿真和实验

船用起重机在海上作业过程中,悬挂重物的钢丝绳属于柔性件,加上风、浪等海洋环境载荷的影响,使得负载产生摆动。基于起重机海上作业时吊物的摇摆,设计开发了一种新型船用起重机伸缩套管减摇装置,利用套管的刚性约束来减小吊索的摇摆幅度,利用万向力矩结构减轻套管的受力,套管通过万向力矩运动时,依靠弹簧阻尼来存储释放能量,减少吊重的摆幅。介绍了伸缩套管装置的结构和原理,建立船、起重机、伸缩套管的数学模型,并利用Adams建立仿真模型进行运动学分析,得出伸缩套管装置具有明显的减摇效果,同时通过搭建实验平台进行实验,验证了伸缩套管装置在实际应用中具有显著的减摇效果。     

高密度钻井液润滑下套管磨损实验研究

在2.0g/cm3和1.8g/cm32种高密度钻井液中,进行了S135钻杆/P110套管试件摩擦副摩擦磨损实验,考察了套管磨损速度和磨损效率与接触压力、转速之间的关系。结果表明,随接触压力的增加,磨损量和磨损效率也增加,压力较小时,接触压力和磨损量及磨损效率几乎成线性关系;转速较低时,相同摩擦功下磨损量和磨损效率虽然随转速增加有所增加,但增加幅度非常小,但转速超过某个值后磨损量和磨损效率陡然增加;在2.0g/cm3密度钻井液中套管磨损量比在1.8g/cm3中的略大一些,但只相差0.5%,几乎可以忽略。     

一种陶瓷套管内径检测分类装置的设计

根据陶瓷套管的结构特性,设计了一种利用陶瓷套管的插拔力间接检测陶瓷套管内径的装置。装置采用了齿轮齿务、丝杠等设计了陶瓷套管的内径检测和分类的机构部分,并利用应变片和PLC进行检测和控制。实践发现该装置基本能够实现预期的功能,但存在效率不高的问题,需要进一步改进。     

油井套管连续自动化加药装置的研制应用

通过介绍油井套管连续自动加药装置的结构、工作原理与应用效果,说明该装置解决了油井套管不均衡加药难题,节省人力物力,有很好的应用推广前景。     

水基泥浆中P110钢级套管耐磨性能和磨损机制分析

在下入套管的井中继续钻进会导致套管不同程度的磨损,磨损后套管强度降低会威胁试油完井作业的安全。采用环块式钻杆-套管磨损实验机,研究P110套管在水基泥浆中的磨损性能,测试不同磨损时间、正压力和转速下套管的磨损效率和摩擦因数。通过套管磨损表面SEM图,分析套管磨损机制。结果表明:转速和正压力的变化对套管磨损程度的影响较大,随着正压力的增加,磨损效率增加,摩擦因数先变大后变小;随着转速的增加,磨损效率和摩擦因数均增加;低压力下套管会发生磨粒和疲劳磨损,高正压力下黏着、磨粒和疲劳磨损同时存在,主要为黏着磨损;减少套管和钻杆间的接触力可控制套管内表面的磨损。     

BOMCO煤层气钻机专用电直驱顶驱装置设计

为满足电动煤层气钻机自主配套的需要,在吸收国内外先进顶部驱动钻井装置（简称顶驱装置）设计经验的基础上,研制了BOMCO煤层气钻机专用电直驱顶驱。介绍了该顶驱装置的结构方案、技术参数等情况。重点介绍了电机直驱技术、浮动缓冲短节、前开口浮动背钳等结构特点。     

水平井下套管计算模型及应用

在水平井中下入套管,套管柱要随井眼一起弯曲,除受到重力、浮力作用外,还有大量摩擦阻力等附加力作用.井眼曲率半径越小, 附加力越大,使得管柱往往不能下达预定井深.因此在下套管前,有必要通过计算模型对下入可行性进行分析计算.通过对水平井套管微元段进行受力分析,可建立在水平井中下入套管的计算模型,并提出了起升、下放的力学边界条件,同时给出了计算实例,验证其理论分析和计算方法的正确性.     

海洋隔水套管对中装置结构有限元分析

应用通用有限元软件Ansys10.0,建立了海洋钻井平台隔水套管对中装置的三维弹塑性非线性接触问题的有限元力学分析模型,对其结构强度及变形进行了分析.分析得到结构中最大等效应力出现在门轴处,大小为273MPa,小于材料的屈服应力,结构变形情况也与实际工作情况一致.对复杂结构内部的应力与变形进行有限元分析,为结构设计的优化与改进提供了依据.