自动垂直钻井执行系统试验研究

在自动垂直钻井系统中,要求执行系统能够对控制系统的指令做出迅速、准确的响应。由于执行系统的结构复杂,通过理论模型研究的方法很难得到其准确的性能参数。建立了室内模拟试验系统,完成了执行系统工作性能的试验研究,得出了其压力-上盘阀驱动扭矩、流量-压力、压力-纠斜力拟合曲线和关系式,并证明了研制的执行系统的工作性能符合自动垂直钻井系统的控制要求。     

井下水力旋流油水分离器的研制与性能试验

井下水力旋流油水分离器是井下油水分离系统的核心部件。在借鉴传统静态水力旋流器结构形式和前期系列实验研究的基础上,给出了一种新型井下水力旋流油水分离器结构参数的确定方法;针对试制的样机,通过室内模拟试验,验证了井下水力旋流油水分离器的分离效率。试验数据表明,该分离器分离效果较好,能够满足井下油水分离的要求,为今后井下油水分离器的结构设计及进一步的系统开发提供了一定的理论依据和技术支持。     

电磁感应式随钻数据传输系统的研究

针对现有钻井液脉冲无线随钻测量技术不能满足钻井新技术发展要求的问题,对基于电磁感应式智能钻杆通信技术进行了理论及试验研究。该技术是一种利用电磁感应原理通过非接触的耦合方式进行信号传递的通信方式,非接触式耦合器是其关键部分。实验室模拟智能钻杆研究表明,对实际电感线圈建立合理的等效电路模型是其技术难点之一,而中继节的电路必须进行适当的信号调理滤除干扰噪声,同时还必须考虑电池供电带来的功率限制问题。实际应用中,还需考虑到外界的电磁干扰、系统所处的高温环境以及震动等影响因素。     

岩屑床清除器设计及其流场仿真研究

为了全面、准确地了解岩屑床清除器对钻井液流场的影响,应用CFD软件对其流场的速度、压力及液流运动迹线进行数值模拟研究。研究结果表明,V形槽可使流场速度矢量呈旋流分布,进口速度在很短的轴向行程内增加了1倍左右,尤其是工具靠近岩屑床的底边速度增加得最快,这大大增加了岩屑床清除器周围流场的湍流强度,使流体携岩和清岩能力迅速增强;工具靠近岩屑床的底边压力损失最大,工具的高边压降较小,计算结果符合已知的井下管流压力分布情况;V形槽中的流体在沿V形槽运动的同时还产生一定的旋流,且外围流体在V形槽的影响下也都产生不同程度的旋流,这对岩屑的携带、清除极为有利。     

随钻地层流体保真取样筒保真参数优化方法

提出以地面预充氮气方法为主、井下增压方法为辅的随钻取样保真筒的设计思路,对其工作方式、取样参数优化方法进行讨论.取样筒中氮气腔的作用相当于储能气垫,可在一定程度上补充取样过程中因温度变化带来的压力损失,井下增压则是将样品尽快地压入样品腔,并进一步提高样品压力来弥补氮气腔无法提供的压力补偿.通过对取样保真筒工作方式的分析...     

均质油藏试井解释模型研究

油气井开发过程中,均质油藏具有一定的特性。为了计算测试井的特性参数,基于渗流力学基本理论,创建了均质油藏试井解释模型,选取Stehfest拉式逆变换数值反演算法,在压力、压力导数图版拟合方法的基础上,获得典型试井分析样板曲线,进而估算出反映储层特征的参数。研制的压力反演解释软件可以通过不同的反演算法获得均质油藏的储层特性参数,如地层渗透率、无因次表皮系数、无因次井筒储集系数等,反演精度可达到90%以上。数值反演过程仍然需要人工参与,拟合点选择不同,反演结果会呈现不同程度的误差。     

基于动力及信号传输钻杆平台的智能化动力钻井技术

全球能源需求在逐年增多,开采难度不断增大,现有技术已不能满足当今钻井技术的需要,智能化钻井系统成为当今钻井工业发展的必然要求。相对于国外智能化钻井技术的发展,国内显得十分滞后。在详细介绍动力及信号传输钻杆技术研究背景的基础上,系统地阐述了＂智能化动力钻井＂和＂动力及信号传输钻杆＂的内涵,并总结了智能钻井的优点及亟待解决的问题。     

井下离心旋流式高效油气分离器性能模拟试验

现有井下油气分离器效率较低,已不能满足高油气比油井的生产需要,为了解决高含气井中井下多相混抽泵或电潜泵的使用与效率低等问题,开展了井下离心旋流式高效油气分离器的研究。该分离器采用2级串联结构,以水力旋流器为第1级;以对结构进行了优化改造的离心旋转式分离器为第2级。通过试制样机的室内模拟试验,验证了新设计的井下离心旋流式高效油气分离器的分离效率,总分离效率可达95%以上,其对含气体积分数的适应范围由原分离器的0～36%提高到0～50%,能够满足较高含气井井下油气分离的要求。     

动力及信号传输钻杆信息传输关键技术研究

动力及信号传输钻杆技术的研究旨在能由地面向井下输送电力的同时,又能建立地面与井下设备之间的双向和高速的信息通道。介绍了电力线载波通信技术、电力线工频通信技术和磁感应传输技术等3种信号传输技术,并就这3种传输技术的优缺点进行了比较。最后指出,在研究过程中对这3种信号传输技术都应给予充分重视,为最终传输方式的确定与进一步开发应用打好基础。     

小井眼水力压耗计算探讨

针对小井眼水力压耗研究存在的问题,根据普通钻井水力学理论,提出一种计算小井眼水力压耗的新方法,并推导出可供现场钻井技术人员直接应用的简易计算公式。指出了小井眼钻井水力学问题仍然属于传统流体力学范畴,导致小井眼水力压耗偏高的主导因素依次是钻杆本体内部沿程压耗、钻杆本体外部沿程压耗和接头外部局部水头损失。应用新疆3口套管段铣井对推导出的公式进行计算验证,结果表明计算结果误差全部在工程应用许可之内。