高速多级离心泵叶片参数化造型设计

针对井底增压钻井离心泵叶片的设计问题,提出一种新的离心泵叶片参数化造型设计方法。该方法采用VB语言和Pro/E相结合,应用三次Bezier曲线来构造离心泵叶片型线,其关键是根据Bezier的端点性质控制多边形的构造。给出了针对离心泵叶片的设计流程框图和设计实例。实际应用表明,这种参数化设计方法为相似产品的快速设计开辟了一种行之有效的途径,可避免设计中大量的重复劳动。     

粒子冲击破岩深度的理论模型研究与室内试验

为了准确分析粒子冲击钻井过程中粒子对岩石的冲击作用机理,指导施工参数的优选,需要对粒子冲击破岩的深度进行理论计算。基于动态球形空腔膨胀理论,推导了粒子冲击破岩过程中粒子所受阻力与初始入射速度的关系,结合粒子运动微分方程建立了粒子冲击破岩深度的计算模型,并给出定解条件和求解方法。根据计算实例,对粒子冲击破岩深度与粒子初始入射速度的响应关系和破岩深度与破岩时间的响应关系进行了研究。粒子冲击破岩室内试验结果表明,理论计算结果与试验结果基本吻合,表明该理论模型准确可行,可用于粒子冲击破岩过程的理论分析。研究表明,无因次破岩深度随粒子初始入射速度增大呈线性增加、随破岩时间增长呈对数增加的规律。研究结果可为粒子冲击钻井技术的实际应用提供理论支撑。      

旋转磨料射流套管开窗技术研究

径向水平井套管开小窗技术是油气开发领域的一项热点技术,提出了利用旋转磨料射流进行套管开窗的思想,并针对工程需求,在淹没条件下进行了套管开窗的实验研究。结果表明,喷嘴压降的增加导致开窗深度变大,而对开窗直径基本无影响;叶片数、叶片出口角以及喷距的变大导致开窗直径变大、深度减小;喷嘴直径增大导致开窗直径与深度均变大;围压增加则导致开窗直径与深度均迅速减小;并通过实验优选出了适用于开窗作业的叶轮参数、喷嘴参数与工作参数,能够为现场应用提供一定的指导。     

压差引射式粒子注入系统数值模拟与实验验证

粒子注入系统是粒子冲击钻井技术实现的前提,如何稳定地将粒子注入到高压钻井液中并获得适用于钻井现场的粒子体积分数是国内外十分关注的研究课题。文中研究了不同排量下,流态化喷嘴直径、节流圈直径、下料口直径这3个关键参数的比例关系对粒子注入流动稳定性和粒子体积分数的影响,并以粒子注入过程的脉动度和粒子体积分数为判断标准对结构参数进行了优化,最后对模拟的结果进行室内实验验证。研究结果表明,数值模拟优化后的三者最佳配比关系为1∶4∶10,优化后的压差引射式粒子注入系统能实现粒子的稳定注入并获得理想的粒子体积分数。     

基于神经网络的磨料射流破岩射孔深度预测方法

磨料射流破岩射孔深度与其影响因素之间存在着复杂的非线性关系,因此难以用传统的数学方法建立破岩射孔深度的数学模型.将人工神经网络技术引入该领域,提出了一种利用BP神经网络预测磨料射流破岩射孔深度的新方法.给出了样本集构造与网络拓扑结构的确定方法,详细介绍了网络层数与隐层节点数的确定原则,并通过一个实例对设计的BP神经网络进行了训练与验证.结果显示,仅仅通过24次迭代过程即满足了精度要求,获得了稳定的权值矩阵、阈值矩阵与网络结构,预测值与试验值之间的相对误差满足工程要求.由此可见,利用BP神经网络预测磨料射流破岩射孔深度是完全可行的.     

油田采出水处理方法研究进展

油田采出水的处理是石油行业关注的一个热点问题。作者在论述油田采出水的构成和特性的基础上,针对回注用采出水要处理的组分,论述了当前主要的采出水处理方法,最后提出开展几种方法联合作用的新处理技术研发,是解决当前采出水处理中存在问题的一种有效途径。     

径向水平井旋转磨料射流套管开窗技术研究

针对旋转磨料射流套管开窗的工程需求,进行了套管开窗室内实验。结果表明,磨料参数对开窗直径的影响很小,但对开窗深度有着较大影响。在喷嘴压降25MPa,喷嘴直径3mm,喷距21mm条件下,最优磨料体积分数应控制在 10%～15%之间,磨料粒径应控制在0.4～0.8 mm之间,铁砂的开窗效果最好,而石榴石具有最高性价比。在淹没条件下,冲蚀 14min 即可在壁厚9.17mm、139.7mm 的N80套管上开出直径35mm的圆形窗口,体现了旋转磨料射流套管开窗技术的优势。     

可变喷距磨料射流多级切割头研制与试验

应用磨料射流切割技术切除海上采油多层废弃井口时,面临的一个突出问题是切割外层套管和隔水管时喷距变大引起作业时间增加,导致作业成本高昂。基于缩短喷距的思路,设计了一种可变喷距磨料射流多级切割头,切割头上布置有固定喷嘴和长、短伸缩杆喷嘴,每种喷嘴具有相互独立的供液流道,因此切割头可提供3种工作模式,即固定喷嘴切割模式、短伸缩杆切割模式和长伸缩杆切割模式。施工作业时,采用投球的方式依次进行3种工作模式的转换。理论计算表明,使用φ3 mm喷嘴时,长、短伸缩杆工作模式可分别将无因次喷距减小至使用固定喷嘴时的1/27与1/16.7,有效提高了射流的能量利用率。地面试验表明,可变喷距多级切割头使用方便,流道转换可靠,比普通固定喷嘴式切割头切割效率显著提高,可大幅度缩短作业时间,降低作业成本。      

固井滑套端口参数对压裂影响的试验研究及模拟分析

为了解固井滑套端口参数对裂缝起裂压力和裂缝形态的影响,利用全尺寸水力压裂模拟试验系统,进行了φ168.3 mm固井滑套不同类型端口下的滑套固井地面压裂试验,采用有限元数值模拟方法对试验结果进行了分析.结果表明:在端口面积相同的条件下,槽型端口与翼型端口的起裂压力相差较小;随着端口角度的增大,起裂压力呈升高的趋势;端口长度与端口数量对起裂压力的影响较大,随端口长度的增大及端口数量的增多,起裂压力降低;翼型端口及角度为0°槽型端口的试验样本,压裂后形成了较宽的单一对称裂缝,带角度端口的试验样本破裂后形成的裂缝较为复杂.研究表明,端口角度及端口长度与起裂压力分别满足二次函数关系;端口数量与起裂压力呈线性关系.研究结果可为固井滑套端口参数的优选提供理论依据及参考.      

径向水平钻孔技术研究进展

径向水平钻孔技术在提高原油采收率和煤层气单井产量方面具有潜在的经济效益。综述国内外径向水平钻孔技术的发展现状及最新进展,分析开窗径向水平钻孔工具的特点和原理,包括不扩孔转向系统及微型、高效水力破岩钻头。指出径向水平钻孔技术的发展趋势,为国内的径向水平钻孔装备技术的改进和发展提供参考。