考虑接头的钻柱摩阻扭矩分析

钻柱接头的直径大于管体直径,在通常情况下钻柱与井壁间的接触发生在接头上.建立考虑接头钻柱的力学模型,并用迭代法进行求解,成功地分析了考虑接头钻柱在钻进、起钻、下钻、空转及倒划眼时与井壁的接触力、摩阻扭矩,并能预测各接头处接触力的大小、方向.通过与现场试验数据相比较,对钩载的预测误差小于5%,对扭矩的预测误差小于7%.该模型为预测钻柱摩阻扭矩提供了一个快捷准确的方法.     

钻铤母扣接头改进设计的有限元分析

在钻井过程中,钻具疲劳失效事故频繁发生,其失效部位主要位于应力相对集中的螺纹接头处.以φ177.8 mm钻铤母螺纹接头作为研究对象,用有限元方法对加工有不同应力减轻槽的钻铤母螺纹接头进行了分析计算,得出了3种不同母螺纹结构在相同边界条件和载荷作用下螺纹消失端的应力集中情况.计算结果表明,设计的应力减轻槽效果较好,抗疲劳性能最佳,建议采用这种应力减轻槽结构.     

基于Enovia VPM的水利水电行业机电协同设计研究

针对水利水电行业机电协同并行设计问题,基于Enovia VPM协同设计平台,首先按照协同设计思想合理分配机电专业设计人员的角色与任务,然后探讨定制水利水电行业的机电客户化环境,并以实例说明建立机电模型库和将其保存到Enovia VPM平台的方法,最后研究在引用专业骨架并参考借用厂房坐标和模型条件下完成机电协同并行设计的实施方法。水电站机电协同设计应用实践表明:该方法能够很好地实现机电专业的实时协同并行设计,能缩短工期并减轻设计人员劳动强度,同时便于设计方案的变更与优化,也使得水利水电行业机电设计经验更好地被传承和创新。     

赫-巴模式在原油管流测量中的应用

测量管输原油的流量和压降,一般不能判别原油开始流动时是否发生屈服。采用综合性较好的赫巴(H-B)流体模式本构方程直接描述原油本构方程,不需要判断原油流变性质。基于5个假设,分析某原油管流流变性,确定H-B屈服值、稠度系数和流变指数。用细管式流变仪实测该原油流量与压降的关系数据,绘制τω-γ.ω流变曲线,通过最小二乘法线性回归实验测量数据,确定该原油本构方程,得到其H-B流体模式半解析式,计算出其流变参数,验证其流态。在确定原油流变参数时,半解析式法较做图法更加精确。由于H-B模式的精确度高,在矿场中应用广泛。准确把握原油流动规律,能够更好地实现原油的经济输送。     

考虑残余应变的连续油管螺旋屈曲载荷新公式

在假设连续油管初始形态为正弦形态,受外载发生屈曲后由正弦形态变成螺旋屈曲形态的基础上,推导得出在斜直井中考虑残余应变的连续油管螺旋屈曲载荷计算新公式。利用新公式进行的实例计算和分析表明,当井斜角小于2°时,连续油管螺旋屈曲载荷随着初始幅值角的增大而增大,但井斜角大于2°后,螺旋屈曲载荷随初始幅值角的增大而减小,且随着井斜角的增大,减小的幅度变大;井斜角的增大,使连续油管的螺旋屈曲载荷增大。     

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用断裂力学有限元法，建立了裂缝宽度预测的有限元模型，研究了鄂北塔巴庙地区低渗透砂岩气井中垂直裂缝宽度、裂缝长度及裂缝周围应力变化与压差的关系。结果表明，同一井筒压差作用下，总能找到某一临界裂缝长度，使得应力强度因子达到最大，超过这一临界裂缝长度时，裂缝的开裂能力减弱，要使裂缝继续扩展，则必须提高应力强度因子，根据岩石的应力强度因子和本研究的断裂力学模型，可以确定地层的破裂压力。中不同压差下的裂缝宽度预测为裂缝屏蔽暂堵完井液中架桥粒子尺寸设计提供了依据。     

超高压地层局部双层组合套管的设计

通过大量的统计资料分析、理论分析和数值模拟计算,认清了盐层套管损坏的机理,定量计算了套管在盐层所承受的外挤压力,确定了超高压地层局部双层组合套管的设计方案。所设计的专用接头的主要零件是符合API标准的外螺纹接头和内螺纹接头。通过地面预制局部双层组合套管,可以象普通下套管作业与固井作业一样,在塑性地层上下各20～50m范围内下双层组合套管,达到抵抗塑性地层径向超高压之目的。     

塔里木油田钻杆刺漏原因分析

对塔里木油田钻杆刺漏进行了大量的现场资料统计分析，总结出其钻杆刺漏位置主要发生在Φ244的套管内钻杆的母接头端的加厚过渡带，提出该位置是研究的重点。对塔里木油田和塔河油田钻杆失效进行了详细地对比分析，得出塔里木油田钻杆刺漏的主要原因：(1)高转速、高泵压以及大环隙比；(2)钻杆加厚过渡带及接头直角台肩根部疲劳裂纹扩展；(3)钻井液具有严重的腐蚀性，裂纹扩展处涂层剥落，发生严重的腐蚀疲劳，最终被高压钻井液冲蚀刺漏。针对这些原因，提出了塔里木油田钻杆刺漏的预防措施和建议。     

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用断裂力学有限元法,建立了裂缝宽度预测的有限元模型,研究了川西守向井致密气层中裂缝宽度,裂缝长度及裂周围应力变化与液柱压力的关系,用弹塑性断裂力学有限元法来确定裂缝的宽度以及裂缝尖端处的应力强度因子,同时研究裂缝周围的应力变化,目的是通过大量的计算机模拟,找出裂缝宽度变化与井筒压力的关系,最终建立工度与井筒压力,地层岩石力学特性参数及裂缝长度的预测模型,结果表明,同一井筒压力作用下,总能找到某一临界缝长度,使得应力强度因子达到最大,超过这一临界裂缝长度时,裂缝的开裂能力减弱,要使缝继续扩展,则必须提高应力强度因子,文章研究方法为预测裂缝宽度,裂缝走向提供了理论数据。     

顶部水泥脉冲振动的数学模型

介绍了顶部水泥脉冲振动技术的基本原理和方法。文中根据牛顿定律、质量守恒定律及水泥浆的宾汉塑性流变性,在顶部水泥脉冲振动作用下,建立了水泥浆中,一维压力传播的波动方程的数学模型。同时根据弹性理论和液体可压缩性,推导出了井眼岩石、水泥浆及套管共同作用下的当量体积弹性模量,并讨论了顶部水泥脉冲振动波动方程数学模型的物理意义及其具体应用时所要考虑的问题,为固井时,顶部水泥脉冲振动的优化设计、压缩机的优化及优选提供了理论依据。