欠平衡钻井井涌井漏监测系统

欠平衡钻井是一种新型的钻井技术,因其在钻井过程中能够减少对油气层的伤害,有效保护油气层,提高油气井的产量,现广泛应用于各种石油天然气开采活动。但是在欠平衡钻井过程中如果对回压控制不当,则可能发生井涌或井漏事故,轻者会影响钻井效率和效益,重者会导致严重的恶性钻井事故。欠平衡钻井井涌井漏监测系统以力控组态软件为开发平台,并集成各类优选的传感器及仪器仪表为一体,能够对欠平衡钻井过程中是否出现了井涌及井漏情况进行快速判断,并且能够对钻井过程中出现的异常情况进行实时报警,防止各类严重的事故发生。进一步,以欠平衡钻井井涌井漏监测系统为基础,可以构建一套欠平衡钻井的安全评价管理体系。     

空气锤钻头本体与钻齿的过盈数值分析

正空气钻井技术用于解决提高机械钻速和复杂硬质地层条件下的井漏等重大的钻井难题。但是,钻井过程中也暴露出许多技术难题,其中钻具损坏问题相当突出。空气锤钻头的失效方式主要以断齿、磨齿、掉齿、本体缩径和钻头断脱等为主,掉齿造成钻头过早地失效,严重降低了钻头破岩效率。钻     

不同刹车压力下C/C复合材料的摩擦性能与摩擦面研究

采用MM-1000型摩擦磨损试验机对以光滑层、粗糙层为基体炭的2种C/C复合材料在不同刹车压力下的摩擦磨损性能进行了测试。借助微区拉曼光谱和扫描电镜对其摩擦表面的石墨化度与形貌进行了分析。结果表明：以粗糙层为基体炭的C/C复合材料比以光滑层为基体炭的C/C复合材料有更优异的摩擦压力或温度特性。微区拉曼光谱检测证实在摩擦面上粗糙层基体炭相对光滑层基体炭更易变形,所以以粗糙层为基体炭的C/C复合材料的摩擦面在刹车压力达到0.59 MPa时便能形成较厚的摩擦膜,故其摩擦因数能在较高刹车压力下（1.05-1.82 MPa）保持较高的稳定值（0.31）,且磨损适当;而光滑层基体炭C/C复合材料需在刹车压力超过0.82 MPa时摩擦面才能形成较薄的摩擦膜,并且由于其导热系数低,高压刹车时摩擦表面氧化严重,所以高压刹车时其摩擦因数衰减大,线性磨损率大,尤其是质量损失急剧升高。     

井筒压力自动监测工具设计及测试

控压钻井主要以井筒压力值为基础对钻井进行指导.井筒压力自动监测是控压钻井的关键技术,对钻井安全也具有重要作用.在深井复杂井、等施工过程中,井筒压力的随钻自动监测能够精确、实时掌握井筒压力变化情况,提高钻井效率,降低钻井成本,预防井下复杂情况与事故的发生.开展井筒压力自动监测系统研究,完成井筒压力自动监测工具的设计,对其进行室内和试验井测试.测试结果表明,研发的井筒压力自动监测系统能够准确监测井筒压力,系统运行稳定,测量精度高,可以满足工程需要.     

高温高压封隔器胶筒密封结构设计

随着深井、超深井的开发，封隔器坐封后将长时间承受高温高压、腐蚀等极为复杂的工况。设计一种封隔器胶筒密封结构，该密封结构根据功能特性选取不同的材料，使封隔器能够满足井下高温高压等较为复杂的工况要求。根据实际的井下极端工况条件，对设计的封隔器进行坐封、密封测试，利用商用软件ABAQUS对胶筒在给定工况下的力学行为进行分析。结果表明：设计的封隔器能够在0.2 MN坐封力、204 ℃温度和70 MPa密封压力下稳定工作；在给定的70 MPa压差下，封隔器胶筒橡胶应力水平未达到材料的屈服点，能够保证封隔器的耐久性和可靠性；橡胶胶筒能够产生大于70 MPa压差的接触应力，保证封隔器能承受70 MPa压差。     

脉动扭转冲击装置结构设计及动力仿真

针对传统石油钻井工具在深井、硬质地层中钻进效率低,钻井成本高,粘滑振动现象严重等缺点,设计了一种新型脉动扭转冲击钻井工具。该脉动扭转冲击钻井工具由冲击装置和换向装置组成,利用Pro/E建立了脉动扭转冲击装置的分析模型并利用XFLOW分析内部流场及压力分布,设置不同工作状态下的边界条件,得到该工具不同工作状态下的压力分布云图和出口平均压力曲线。仿真结果表明,冲击锤的周向运动由两侧的压差驱动;压降参数与美国的Torkbuster基本相同,性能具有相关性;出口平均压力变化小,可以稳定工作,为脉动扭转冲击装置内部结构设计及性能优化提供参考依据。     

近钻头地质导向钻井技术在江苏油田应用初探

就对江苏油田水平井开发以来,地质导向技术已成为水平井开发应用的关键技术,随着江苏油田迫切需要提高复杂小断块油田的开发效益,提高探井的发现率和开发井的钻遇率,近钻头地质导向钻井技术在复杂地层、薄油层发挥其近钻头优势进行了一些探讨,并对近钻头地质导向系统在江苏油田水平井应用进行了分析。     

基于单片机的气体测漏仪器的研究

本文设计了一种基于干式测漏法(直接压力测试法)结合89C58单片机技术的气体测漏仪.利用高精度A/D对压力和温度信号进行检测,通过LCD即时显示采集的压差数据,并提供了通讯接口,便于数据储存和分析.克服了传统方法易受主观因素的影响等缺点,实现了气密性检测的自动化.     

Lamb波压差式微流量传感器

为提高微流体系统中的流量检测灵敏度,增大动态检测范围,实现温度补偿,提出了一种基于Lamb波的压差式微流量传感系统.该传感系统主要由两个Lamb波压力传感器和微通道组成,它利用Lamb波薄膜内应力的敏感特性,以频率计量的方式间接测量微通道两端的压力差;并采用双Lamb波压力传感器构成差动式测量结构进行温度补偿.对长20 mm,宽1 mm,高50 μm的微通道进行了流量测试实验,结果表明:在流量测试范围内,微通道两端的频率差与流量基本呈线性变化,其线性相关系数为0.999 9;在微流量传感器未进行优化的前提下,最小检测量为0.627 μL/s.     

东非F油田钻井复杂情况分析

东非某国家F油田地层沉积较新,地层稳定性差,软硬泥岩交替发育,易造成井眼坍塌、缩径,因地层存在结构性,井壁失稳与井眼轨迹相关性高。我司在东非某国家F油田已钻4口探井,钻井期间由于地层和钻井液原因,频繁出现卡钻、井壁坍塌、漏失等一系列复杂情况,导致部分井在Φ215.9 mm井段回填侧钻。分别从地质及工程概况、复杂情况出现的机理等,进行了详细的分析其原因,对后续开发井作业提供相应的处理措施,为同类设备研究提供参考。     

一种阳离子合成水基润滑剂的研制与评价

为了有效降低大位移井钻探过程中的摩阻扭矩高、拖压严重等难题,同时满足地质录井和环保要求,通过筛选适合的合成基础油、添加剂及乳化剂,研制一种阳离子合成水基高效润滑剂。筛选的极压添加剂在地层和钻具表面可通过吸附及化学反应形成吸附膜和化学反应膜;筛选的阳离子表面活性剂作为乳化剂,增强了水溶性的同时,通过正电吸附增强了润滑剂的吸附性。测试结果表明:制备的润滑剂荧光级别在4级以下;与钻井液充分配伍后可使泥饼摩阻系数降低74%,扭矩降低10%,极压润滑系数降低75%。四球机测试结果表明,高负荷下该润滑剂油膜强度大,极压润滑持效性强,满足了大位移井抗极压性、抗磨损要求。     

基于补偿压差可调的多路阀流量控制特性研究

现有多路阀采用压力补偿器补偿载荷差异,受补偿器弹簧力、液动力等因素影响,补偿压差Δp和阀口流量系数C_d不能维持定值,导致多路阀流量控制精度较低。为此,提出多路阀补偿压差调控原理,设计了比例减压阀控制补偿压差方案,实时调控多路阀补偿压差,提高流量控制精度,同时还可以改变多路阀流量增益,实现小压差下执行器的精细动作和大压差下执行器的快速响应。首先理论分析比例减压阀控制的补偿器阀芯受力关系,进一步根据真实结构参数,在Simulation X平台中建立了补偿压差可控多路阀多学科联合模型,对多路阀的压差调控特性和流量特性开展研究。结果表明,设计的补偿压差可控型多路阀,能够在0～4 MPa范围内实时调控多路阀补偿压差,阀口流量呈非线性变化;0.5 MPa和4 MPa补偿压差下,多路阀流量可变为额定流量的48.6%和146%;进一步通过对压力补偿器阀芯液动力的预估补偿,提高了多路阀的流量控制精度。     

鄂北地区钻井液技术

鄂北钻井液工作的重点是防止井径扩大和低压、低渗储层保护.优选三套适合鄂北地区钻井需要的钻井液体系即:钾铵基聚合物钻井液体系;两性离子钻井液体系;正电胶钻井液体系并制定技术管理措施.井下复杂情况、井径扩大率减小,各体系均具有良好的防塌性,能有效抑制地层水化膨胀和剥蚀掉块,并能提高机械钻速,现场应用表明效果良好.     

浅层水平井岩屑床生成机理及应对措施浅析

在浅层水平井施工过程中,因油层埋深浅、地层疏松、井壁不稳定、易出砂、钻井循环排量无法保证,井眼净化难度大,施工中极易因井眼净化问题而导致环控憋堵,进而造成井漏、卡钻等复杂情况和事故,同时因井眼净化不彻底,会导致后期完井管柱无法顺利下入,造成更为复杂的情况。本文通过应用系列工具,破坏岩屑床、提高携岩效果,达到井眼净化的效果。     

不尽“乌油”滚滚来——记采油工艺专家王德民高级工程师

在探地层深处奥秘、为祖国奉献“乌油”的道路上,他不畏艰辛,奋勇登攀,取得了多项具有世界先进水平的科研成果,为发展我国石油工业做出了卓著贡献。他,就是大庆油田总工程师王德民。他先后研究成功分层配水测试工艺,分层配产测试工艺和多油层试油工艺,为大庆油田进行分层研究提供了大量的准确的第一手资料,填补了同井单管多层同时开采分层测试技术的空白,在国际上处于领先地位。为大庆油田高水平开发做出重大贡献。 1970年初,已开发10年的大庆油田,出现地层压力下降、原油产量下降、含水上升的情     

双梯度钻井套管内压力隔断封隔器胶筒研究

双梯度钻井技术可解决深海油气和浅层水合物开发面临的疏松表层安全钻进和地层漏失压力低等难题。为研究双梯度钻井套管内压力隔断封隔器胶筒的力学性能,利用有限元仿真软件,分析不同摩擦因数、胶筒厚度、工作压力、环空间隙等因素作用下对胶筒变形的影响。采用正交试验对四种因素作用下胶筒的最大Mises应力值与接触压力值进行极差分析。结果表明:摩擦因数为0.3时胶筒与套管间接触压力取得较大值,双梯度钻井封隔器胶筒厚度优选为15 mm;在有效封隔2 MPa工作压力前提下,得出封隔器胶筒随钻柱滑动的最小摩擦力33 845 N;影响胶筒最大Mises应力的主要因素为工作压力与环空间隙,影响胶筒与套管间最大接触压力的主要因素为工作压力与胶筒厚度。     

ZJ90/6750D直流电驱动超深井钻机的研制及应用

通过分析国内外石油钻井市场的需求、超深井、科探井开发的前景及国内现有超深井钻机的能力不足、操作复杂及成本高的现状,研制了ZJ90/6750D直流电驱动超深井钻机,该钻机引进美国NOV公司先进的技术,优化了以前直流电驱动钻机的不足,提高了钻机的自动化控制和能力。试验及应用情况表明,该钻机最大钩载达到设计要求,可满足127 mm(5 1/2")钻杆9 000 m的钻井能力;钻机设计标准高、结构简单、便于维护和操作、稳定可靠、故障率低、成本低等优点。     

对预探井第Ⅱ层组异常高压和开井失败的再认识

针对一口预探井在开展试油工作第Ⅱ层组测试过程中,二开及三开均未成功并存在泥浆密度与地层压力系数不成正常对应关系的反常现象,对异常高压的存在给出了合理的解释,并用由表及里的方法探寻了开井失败的根源,对今后的APR测试工作具有普遍指导意义。     

基于钙钛矿纳米晶体的复合材料微球发光特性的研究

为了拓展钙钛矿纳米晶体在激光领域的应用,利用低成本、易合成的溶剂-非溶剂法,将实验合成的CsPbBr₃纳米晶体封装或附着于高分子材料环烯烃聚合物（COP）以形成高稳定性的复合材料体系,进一步制备成微球,形成回音壁模式（WGM）谐振腔。借助于微球的WGM谐振腔,表面附着的纳米晶体的荧光会在微球内发生谐振,形成被动式的WGM谐振腔,形成激光,其阈值为28.5 μJ/cm²,品质因数Q为835。这种复合材料体系的微球为钙钛矿纳米晶体在高稳定性的激光器件、非线性系统及光动力学研究提供了一个有效平台。     

高压石油钻井泵7500PSI空气包强度分析

针对石油钻采设备的主要部机高压钻井泵附件空气包在钻井过程中是否能够满足7500PSI的承压能力问题,根据空气包实际尺寸利用SolidWorks 2016建立实体模型,依据压力容器设计国家标准GB150.3-2011对空气包的球壳进行校核计算,然后通过Ansys的有限元分析软件workbench对球壳进行有限元分析计算,通过计算得到空气包球壳的最大主应力、最小主应力分布,计算结果表明空气包球壳在高压7500 PSI(52 MPa)的压力下是安全可靠的。