电缆式地层测试器推靠坐封装置安全性设计

介绍了电缆式地层测试器（EFDT）的工作原理和推靠坐封装置,分析了地层测试器井下作业遇卡的安全性问题。EFDT推靠坐封装置采用双探头和双支撑臂结构,可进行放松电缆作业,减小泥浆吸附电缆遇卡几率。推靠坐封装置设计了自动解除坐封装置,避免了EFDT在不受控状态下遇卡风险。EFDT在现场的成功应用,验证了推靠坐封装置设计的合理性和可靠性,对其他井下仪器作业安全性设计具有重要参考价值。     

桥塞卡瓦坐封下套管磨损机制研究

在油田开发中桥塞是主要井下工具之一,在不同的密封压差下,不同材料的桥塞卡瓦对套管产生不同的损伤。在SRV型摩擦磨损试验机上进行卡瓦磨损套管试验,并利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDAX)对套管磨损表面的形貌及元素成分进行分析。结果表明:套管的磨损性能与载荷和接触的卡瓦材料有关;随着卡瓦材料的硬度和载荷的增加,套管的磨损加重;在重载荷作用下,套管磨损机制主要为接触疲劳磨损、黏着磨损和磨粒磨损,表面犁沟现象明显。     

地层测试器双封隔器坐封性能研究

该文介绍了地层测试器的工作原理及封隔器结构,分析了双封隔器的坐封及测压原理,设计了封隔器坐封性能测试装置,通过模拟井下封隔器工作环境,测试其坐封和自动解除坐封性能,验证了不同井径条件下封隔器承受内充压和两端差压的能力,为地层测试器双封隔器地层测试提供了重要的应用参数.     

一趟防砂管柱坐封验封自切换工具研究及实验

油田注水井在进行防砂施工时,一般操作步骤是先下入外层防砂管柱和内层坐封服务管柱。在坐封完所有防砂封隔器后,再下入一趟验封管柱,对各个封隔器的密封性进行验证。因此,至少需要下入两趟管柱才能完成注水井防砂施工服务。文中研究开发了一种坐封验封自切换工具,只需在井口通过远程压力控制,即可在井下实现开/关自切换。当坐封验封自切换工具在井下处于关闭状态时,内层管柱功能变为防砂坐封管柱;当坐封验封自切换工具在井下处于开启状态时,内层管柱功能变为防砂验封管柱。通过在内层管柱上增加自切换工具,让内层管柱具备坐封和验封两种功能,把管柱施工趟数由2变为1,提高了施工效率,降低了管柱操作服务成本。     

基于瞬态温度场的桥塞段温度压力变化规律研究

在工程实际应用中发现,桥塞坐封后,由于地层因素和人为操作,上下端流体的温度和压力会产生变化,使桥塞的坐封失效。其中,二级桥塞受影响失效比例最大。因此,二级桥塞坐封后的段塞区内流体状态参数的获取及相关影响因素的分析对工程应用十分重要,然而国内外学者对注采井筒温度压力场研究颇多,还未涉及针对桥塞坐封方面的温度压力场变化的研究。因此,基于瞬态温度场模型,结合流体状态方程,运用MATLAB软件编程,计算得段塞区温度和压力随时间及井深变化的关系。针对井下5 km处二级桥塞进行计算,设初始温度60℃,结果显示：（1）随着时间推移,井筒回温使段塞区温度升高,压力随之升高,20 h后变化趋势停止,即当井筒温度与地层相等时,温度和压力上升趋势停止;（2）进入稳态后,段塞区深度对其压力及温度有影响,且温度压力随深度的增大而呈正比例增加;（3）进入稳态后,段塞区间隔距离对段塞区温度及压力无影响。计算结果可为工程实际应用提供一定参考价值。     

不同成形工艺对金属密封件坐封效果的影响

针对整体机械加工成形的新型桥塞金属密封件在坐封后密封面出现裂纹缺陷的现象展开了研究。通过坐封过程力学分析和不同状态下组织形貌观察,得出产生裂纹的原因。在此基础上,提出金属密封件的液压成形工艺。采用数值模拟完成液压成形模具和工艺参数的优化设计,并进行密封件的液压成形试验和坐封试验。试验结果表明,液压成形工艺设置成形压力为180MPa、保压时间为5s时,所得金属密封件表面质量较好,坐封后不产生裂纹。液压成形金属密封件密封面不同状态下的组织形貌观测和液压成形过程中的受力分析进一步表明,液压成形过程中的径向压应力能够改善晶界开裂等现象,因此与整体机械加工成形的密封件相比,液压成形工艺可以明显改善坐封效果。     

复合材料桥塞卡瓦加工工艺研究

桥塞分段压裂是非常规油气藏储层改造的主要开发手段,而复合材料桥塞是该工艺的核心井下工具,桥塞卡瓦的锚定性能是决定压裂作业成功与否的关键。为提高桥塞卡瓦的剪切强度,研制了高强度的玻璃纤维复合材料热压板材作为卡瓦的加工材料。为实现板材加工成品卡瓦的形状,确保产品的质量和性能,研制了合适的加工工装,将铣削加工转化为车削加工。并针对玻璃纤维复合材料特性优选了具有耐热耐磨涂层的加工刀具,通过正交试验对刀具的切削参数进行了优化,确定卡瓦加工时的旋转速度、进给量和切削深度等参数。     

低温低矿化度可溶桥塞研究及应用

针对某油田储层普遍具有低温(20～70℃)、低矿化度(氯离子浓度1000～3000 mg/L)的特点,进行了低温低矿化度可溶桥塞研究.室内试验及现场应用效果表明:低温低矿化度可溶桥塞能够承压70 MPa,在低温低矿化度条件下实现桥塞全部可溶,且溶解速率大幅提升,在某水平井多段压裂上具有广阔的推广应用前景.     

一种复合材料桥塞测试台架的研制

油田开发中封隔器是实现机械采油、分层注水、分层压裂或酸化、机械堵水等注采工艺作业的主要井下工具之一.桥塞是封隔器心脏部件,为了能确定复合材料桥塞在下井前的强度及套管的损伤情况,研制了一种复合材料桥塞的测试台架以帮助完成桥塞下井前的试验工作,试验结果为研制具有更易钻铣的质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、原料来源广泛、工艺性好、加工成型简便、生产效率高等特点的复合材料桥塞设计参数的优化和封隔器现场使用提供了理论依据.介绍了测试台架的结构、工作原理、设计计算等方面的内容.     

可钻式桥塞卡瓦结构优化设计

针对水平井分层压裂中常用的可钻式桥塞的卡瓦系统,采用有限元分析其坐封、承载过程中的力学特性,研究了镶齿类和铣齿类卡瓦牙主控参数(呀型、牙瓣数、牙弧半径、卡瓦背锥着力长度等结构参数)对卡瓦锚定性能的影响,并优化设出了一种新型复式桥塞卡瓦结构。理论分析结果表明:复式卡瓦结构在保证速钻性的基础上,具有更高的承载能力,且大大降低了应力集中现象对套管的损伤。这对于目前的页岩气井和深井与超深井高强度地层分层压裂提供一种新的选择。     

枕式包装机横封机构设计

对枕式包装机横封装置进行了非匀速转动机构设计,并给出了设计方法及计算结果。     

全金属可溶桥塞异形接触结构密封特性

全金属可溶桥塞作为一种新型压裂工具,其密封结构是影响压裂效率的关键因素。为探究不同密封环结构对密封特性的影响,建立单槽形、椭圆形、双槽形、双曲形4种金属密封环结构的数值模型,利用有限元法,对密封环径向变形特征、密封性能进行分析,以及考虑双曲形结构表面粗糙度对密封接触面积、接触应力、接触面近场应力分布的影响。研究结果表明：随着锥体轴向位移量增加,4种密封环径向变形始终与锥体轴向位移量呈正相关规律,密封环最大、最小径向变形分别位于厚度较大外圆侧、厚度较小外圆侧;复杂接触面可以强化密封环的密封性能,在同样锥体轴向位移量下,双曲形密封环结构密封性能为最好,椭圆形密封环结构性能最差;考虑切向摩擦力时,摩擦因数越大,接触面近场Mises应力沿摩擦力方向发生偏移越明显。所得结论可为井下全金属可溶桥塞密封环的结构优选提供参考。     

封罐机封罐机构的设计分析

通过分析封罐机的封罐机构,对传统封罐机构进行了改进.依据双偏心机构的工作原理,推导了导向杆在不同起始位时卷封滚轮的运动方程,总结了封罐机构参数的设计思路,为封罐机的设计提供了理论依据.     

BP网络结合遗传算法对可取桥塞卡瓦结构优化

可取桥塞是井下作业中使用的主要工具,其中卡瓦结构参数的合理性直接影响油井产量和安全生产.为此提出一种基于BP网络和改进遗传算法的结构优化设计方法,在ANSYS软件环境中建立可取桥塞卡瓦模型进行仿真,得到25组数据构成网络训练样本,用BP网络建立映射关系,为遗传算法提供适应度函数,通过改进遗传算法完成最小值优化.优化结果表明卡瓦的整体性能有了显著的提高.     

基于人工神经网络的可取式桥塞胶筒密封性能预测

可取式桥塞是井下作业中使用的主要工具,其中胶筒结构参数的合理性直接影响油井产量和安全生产.为此提出一种基于BP网络和正交试验法的桥塞胶筒密封性能的预测方法,在Abaqus软件环境中建立可取桥塞胶简模型进行仿真,得到10组数据构成网络训练样本,用BP网络建立映射关系,建立胶简的密封性能预测模型.结果表明建立的BP网络模型...     

排蒸汽离心引风机汽封的设计

通过现场实地考察提出了排蒸汽离心引风机汽封设计的新思路、新结构.经厂内模拟试验和实际使用,从根本上改善了钢铁厂钢坯浇铸车间生产作业现场环境.     

粉末包装机纵封-横封机构的设计

提出了粉末包装机的整机方案与结构,设计了包装机的纵封与横封机构。纵封机构采用凸轮与圆柱滚子的配合来实现,纵封头与两夹臂接杆采用铰链连接,两个连接杆使用销钉连接。横封机构也采用凸轮机构实现,此外,使用弹簧保证横封时的过渡和缓冲。