冀东油田水平井机械卡水技术

随着开发的深入,冀东油田部分水平井出现了高含水问题,由于水平井井身结构复杂、井斜大,侧钻井油层段井眼尺寸小,常规的机械卡水工艺无法实现卡水,而化学堵水费用高、施工周期长、风险大,为此,根据冀东油田常规水平井、侧钻水平井的不同井型和井身结构特点,研究了常规射孔和筛管完井水平井的单双卡技术,同时开发了小井眼尺寸的悬挂φ73 mm、φ88.9 mm、φ101.6 mm尾管完井的侧钻水平井单双卡技术,研制了外径70 mm、54 mm两个系列的小直径卡水工具系列,形成了水平井卡水施工的配套施工工艺,对水平井大斜度井段采用桥塞加水泥封层的复合卡水工艺进行了试验.该研究成果对国内类似复杂结构水平井进行卡水作业具有借鉴意义.     

一种井控节流阀防刺短节的特性分析

节流阀是钻井井控管汇中的关键设备,现场应用中常因阀座、阀心的冲蚀磨损而失效,给井控带来了很大的安全隐患。防刺短节就是针对此问题而设计的。采用三维流场分析的方法,对带和不带防刺短节的楔形节流阀的流量特性进行对比分析。分析结果表明,防刺短节可以减小壁面上的流体速度进而减小壁面的冲蚀;防刺短节的节流效果不明显,其对节流阀的压力控制没有明显变化;加防刺短节后,流线复杂,流场漩涡增多,可能会产生振动和噪声。最后提出用普通碳钢材料来制造短节合金头以降低成本。     

空气锤钎头齿孔过盈配合数值模拟研究

传统方法在研究空气锤钎头齿孔过盈量问题时大都是针对单个齿孔进行的,而且对模型进行了过度简化,没有考虑钎头本体的复杂几何外形和相邻孔间应力的相互影响,无法得出整个钎头体上的应力分布。为此,分别用弹塑性力学方法和有限元方法对齿孔在不同过盈量下的应力分布情况进行了计算。结果表明,弹塑性分析与有限元分析结果一致,钎头中心齿齿孔过盈量取0.05～0.06mm、边齿齿孔过盈量取0.06～0.07mm时较合理,弹塑性力学方法的计算值比较保守,但仍有重要的参考价值。利用ANSYS软件对钎头齿孔过盈配合进行有限元计算,是改进齿孔设计的有效方法,此方法也可用来分析PDC钻头和牙轮钻头齿孔过盈配合问题。     

井下封隔器及其零件工作行为仿真研究

采用有限元和计算机仿真相结合的方法,从系统的角度出发,建立了封隔器系统线性及非线性接触有限元分析模型和仿真模型。在此基础上,利用模块化编程的思想开发了封隔器工作行为仿真分析软件,利用这种软件可对不同工况下封隔器零件的工作行为进行仿真分析。以Y341—148型封隔器为例,采用分析软件对封隔器零件应力和位移等参数进行仿真分析,经验证,仿真计算的封隔器各零件应力等参数变化规律与实测结果基本相同,符合仿真计算精度要求。     

钻井机器人的连续油管钻压和钻速控制模型

连续油管钻井机器人利用机身内外的钻井液压力差作为动力源，可在牵引连续油管的同时加载钻压。以钻井机器人为基础，建立连续油管钻柱动力学模型，并推导出通过钻井液排量控制钻压和钻速的单参数控制数学模型；对钻井机器人引入调速回路，建立具有调速功能的钻柱动力学模型；在溢流阀调定压力大于机身内外压差时，推导出利用钻井液排量和节流阀流通面积两种参数控制钻压、钻速的数学模型，在溢流阀调定压力小于机身内外压差时，推导出利用钻井液排量、节流阀流通面积和溢流阀调定压力3种参数控制钻压、钻速的数学模型；以11.43 cm（4.5英寸）井眼为例，对上述3种数学模型进行了分析。分析结果表明：钻压、钻速随钻井液排量的增加基本呈线性增加，在钻井液排量大于0.005 m³/s时，钻井机器人能够向前爬行，在钻井液排量大于0.005 7 m³/s时，钻头能够正常钻进；调节节流阀流通面积和溢流阀调定压力，可以在一定范围内无级调钻压和钻速；3种控制方法相结合，可以实现小排量、大钻压，及大排量、小钻压等钻井参数的控制。以控制模型为基础，针对不同井下工况建立钻进工艺的专家数据库，以钻井机器人为"大脑"，结合井下随钻测量数据就能够实现闭环控制，自动钻进。     

热轧参数对粗奥氏体晶粒铌钢变形抗力的影响

通过Thermecmastor-Z热模拟试验机,在900-1 050℃以变形速率1-20 s-1、真应变0-0．7研究了晶粒尺寸800μm的铌钢(％:0．05C、1．44Mn、0．13Nb)奥氏体控轧过程的变形抗力,并建立了变形抗力的回归方程。试验结果表明,随温度增高,铌钢在奥氏体区变形抗力递减;在同一温度下,随变形程度增加,钢的变形抗力增加;同时在给定变形程度下,变形抗力随变形速率增大而增大;变形抗力回归方程计算值与实测值相差≤5 MPa。     

稀土元素对P20钢性能的影响

研究了Ｐ２０钢中加入微量稀土元素后性能和组织的变化规律。结果表明，稀土元素的加入改变了钢中硫化物夹杂的组成和形貌，粒状复合稀土硫化物夹杂取代了条状硫化锰夹杂，从而提高了钢材的塑韧性、动态断裂韧性和等向性能。给出了钢中硫化物的长宽比与ＲＥ／Ｓ及钢的等向性能与硫长宽比的定量关系。     

金刚石与硬质合金的复合堆焊研究

为了提高钢齿牙轮钻头齿面的抗磨损能力,以钢齿牙轮钻头用钢20Ni4Mo作为试验用材,分别采用进口硬质合金焊条、自制的含有金刚石与球形硬质合金的管装焊条,以氧乙炔焰为焊接热源进行堆焊,并对堆焊层做剪切试验和耐磨性对比实验。试验表明:耐磨层与基体的结合强度为625 MPa,高于牙轮钻头正常工况剪切强度500 MPa的要求。含金刚石的复合堆焊层与用进口硬质合金焊条堆焊的堆焊层相比,只要焊条配方选择合适,焊接工艺得当,其耐磨性能将远好于后者。     

含铌钼钢中微合金碳氮化物沉淀析出及其强化机制

利用物理化学相分析法、透射电镜、能谱分析和X射线衍射分析了两种热轧态的含铌钼低碳钢中微合金碳氮化物析出相的成分、形貌以及粒度分布等特征,结果表明,含铌钼低碳钢中钼可与铌一起析出,形成具有NaCl型面心立方结构的碳氮化铌钼析出相,且0．081Nb-0．14Mo钢和0．17Nb-0．12Mo钢的MC析出相中钼与铌的原子比分别为0．41和0．22。在这两种钢的MC析出相中小于10nm的碳氮化铌钼的质量分数分别为58．4％和66．1％,这些纳米颗粒呈弥散分布,其沉淀强化增量分别为179．3MPa和257．7MPa。并对钼铌复合析出的机制进行了讨论。     

HYX90�����޾���������ѧ����

由于修井机井架在海洋和陆地工作环境的不同决定了海洋修井机井架与陆地修井机井架失效形式的不同，文章以国产HYX90海洋修井机为例，采用国际上先进的机械设计及自动化软件Pro/E完成了海洋修井机井架在各种危险工况下的应力场分布研究，找到了该修井机井架应力的分布规律，对该修井机井架结构提出了改进意见。该设计理论及方法为石油钻采装备及工具的改造和研制新产品提供了一种新的方法。