深井大直径井段的钻井问题研究

随着我国深井数量的增加,深井上部大直径井段钻井速度慢的问题日益突出。在系统分析了大直径井段中普遍存在的钻井问题的基础上,指出当前深井大直径钻井技术的根本问题,是钻具、钻头、钻井装备与大直径井眼的工艺要求不相适应。在软地层中主要表现为:沿程水力损失很大,水功率利用率极低,导致井底比水功率很低,井底和钻头清洗不良,影响机械钻速。在硬地层和砾石层中主要表现为:钻压不足,导致机械破岩能量明显不足,同时大尺寸钻头齿面结构设计不合理,破岩效率低。文中提出了解决深井大直径钻井问题的具体措施,对提高深井钻井速度具有一定的指导意义。     

边钻边扩技术提高深井大井眼钻速初探

随着我国石油勘探开发的不断深入,勘探开发重点逐渐向深部和难钻地区转移,深井和超深井钻井数量不断增加。而深井超深井由于地层压力系统的复杂性,井下地质情况的不确定性,往往需要采用复杂的井身结构和套管层次,其中,上部井段井眼尺寸大、井段长、钻速低,成为制约深井钻井速度的关键环节之一。采用固定式同心扩孔器的边钻边扩技术通过改进钻头结构和破岩方式,改变井底岩石的应力状态,同时领眼钻头能获得足够的机械能量和水力能量,可以有效提高破岩效率,并改善井底清洗效果,从而提高大井眼段机械钻速,为解决深井上部大直径井眼机械钻速慢的问题提供了一种全新的思路。     

牙轮钻头牙齿破岩过程仿真

从运动学角度研究了牙轮钻头牙齿在井底的运动轨迹，并对牙齿的破岩过程进行了仿真分析。结果表明，牙齿的径向滑移主要与移轴距和吃入深度有关；牙齿的周向滑移主要与轮体转速比和吃入深度有关。移轴距、轮体转速比和吃入深度对破碎坑形状、大小和破碎环带宽度都有明显的影响。随着移轴距增大，破碎环带变宽，钻头对井底覆盖能力增强；随着轮体转速比增加，破碎坑明显变小。锥顶齿主要以刮削和挤压方式破碎井底中心区域；外排齿规径部位以切削方式破碎井壁过渡区。     

钢体PDC钻头齿孔间距的精确计算方法

在建立钻头和齿孔复合坐标系的基础上，经严格的数学推导，导出了齿孔任一点的坐标表达式，进而建立了钢体ＰＤＣ钻头相邻齿孔间距计算的数学模型，并运用优化计算方法精确计算任意两相邻齿孔间的最小距离，成功地解决了钢体ＰＤＣ钻头齿孔间距的计算问题。利用上述计算方法及相应的计算机程序在钻头设计中能快速准确检查齿孔间距，避免齿孔干涉。     

PDC切削齿与井底干涉机理研究

ＰＤＣ切削齿与井底干涉是指齿侧面与井底切削沟槽表面的干涉，干涉齿吃入地层困难，易造成磨损和断齿。在ＰＤＣ钻头几何学和运动学基础上建立了干涉计算的数学模型，分析计算齿刃和齿侧面在井底径向平面内轨迹线的相对位置，可判断齿侧面是否发生干涉及干涉量的大小；运用相应的计算机程序作出切削齿与井底的于涉状态图，可直观地反映切削齿侧面与井底的干涉部位和干涉程度。最后指出，在ＰＤＣ钻头设计过程中，必须精心协调钻头结构参数特别是齿前角和侧转角，进行干涉计算，确保切削齿与井底不发生干涉。     

基于指令统计的SOPC硬件资源优化技术

在可编程片上系统（System on Programmable Chip，SOPC）中，特定应用程序中用到的指令是软核CPU指令集的子集，如果在FPGA中实现软核CPU时仅保留应用程序用到的指令子集，将可以提高硬件资源利用率．文中分析了对应用程序进行指令统计的方法，重点介绍了通过修改HDL文件对8051软核CPU指令集进行删减和扩充的技术．采用这一技术设计的SOPC芯片硬件资源利用率得到了显著的提高，降低了系统成本，适用于可编程逻辑资源受到限制和对成本敏感的嵌入式应用中．     

糠醛精制装置故障分析与诊断系统几种软件形式的比较

开发了糠醛装置故障分析与诊断系统４种不同的软件形式，介绍其各自的特点，并就故障知识库的建立、推理实现方式和用户环境等方面进行了比较。     

凹端圆柱滚子轴承在牙轮钻头上的应用分析

国内现有牙轮钻头滚动轴承多采用短圆柱滚子轴承结构,滚子边缘处存在应力集中现象,使得轴承接触表面极易发生疲劳破坏,为提高牙轮钻头滚动轴承抗接触疲劳寿命,提出在牙轮钻头滚动轴承中采用凹端圆柱滚子的方案。利用有限元方法,分析普通圆柱滚子和凹端圆柱滚子在径向载荷作用下,滚子外圆柱面上的接触应力分布情况,并对凹端圆柱滚子结构参数(凹端深度及凹口直径)进行优化分析。与普通圆柱滚子相比,凹端圆柱滚子最大接触应力降低22.33%,其优化结构参数为凹端深度4.4 mm,凹口直径5 mm。结果表明,凹端圆柱滚子能有效克服普通圆柱滚子的两端应力集中现象,接触应力沿轴向分布均匀,最大接触应力明显减小,提高了滚动轴承的抗接触疲劳能力并延长其疲劳寿命。