注聚井中电磁流量计测量特性分析

基于计算流体动力学技术,计算了仪器与油管环形测量区域内聚合物溶液流速剖面分布;采用有限元方法,得到了四电极电磁流量计磁场分布,在确定流量计权重函数分布情况下,从理论上考察了清水与聚合物溶液流体分布条件下四电极电磁流量计响应输出特性。根据实验测量结果,从理论上解释了清水与聚合物溶液中仪器响应产生差别的原因。此外,还考察了流场中存在铁磁性悬浮物颗粒及仪器倾斜因素对仪器响应输出的影响,为注聚井中四电极电磁流量计流量测量精度改进提供了理论依据,采用流场及磁场有限元分析技术,有助于提高电磁流量计测量特性。     

旋转磁场定向测距随钻测量仪的研制与试验

采用水平对接连通井开发煤层气时,为了确保水平井能够与洞穴井准确连通,需要给司钻人员提供准确的导向信息,即需要精确测量2口井的相对距离和方向。通过研究旋转磁场信号强度与相对位置关系,根据正交磁偶极子模型,提出了一种旋转磁场定向测距方法,研制了旋转磁场定向测距仪样机,进行了样机的地面试验和现场试验。该样机主要包括近钻头强磁短节、井下数据采集系统和地面解算系统3部分。地面试验装置包括转速可调的永磁短节台架、姿态可调的数据采集系统台架和轨道正交的50 m×30 m试验场地。地面试验结果表明,30 m以内的定位误差不超过0.1 m。现场试验结果表明,钻头距离洞穴井80 m时就可以探测到有效信号,偏航角平均误差小于1.5°,能够用于连通井的引导钻进。试验结果说明,利用旋转磁场将钻头与洞穴井靶点耦合为一个闭环系统,进行2口井的相对定位是可行的。      

油水两相流流型混沌吸引子形态特性

基于在垂直上升管中采集到的61组油水两相流电导波动信号,通过在混沌吸引子域中放置参考截面方法,考察了混沌吸引子形态特征量与油水两相流流型转变之间的关系,发现水包油流型在3阶及4阶吸引子矩特征量平面上分布相对稳定,而过渡流型在3阶吸引子矩特征量平面上呈不规则剧烈变化,在4阶吸引子矩特征量平面上呈线性变化。研究结果表明,油水两相流混沌吸引子形态特征量对流型转化敏感,有助于理解油水两相流流型转化的非线性动力学机制。     

井下环境模拟装置液压系统设计

为在室内考察井下随钻测量仪器工作性能,设计了井下环境模拟试验装置。该装置能够模拟井底70 MPa高压及125 ℃高温环境,可作为井下仪器、工具的室内耐温耐压测试平台。液压系统是装置核心模块,采用恒压变量泵控等技术,精确模拟环空压力、地层压力及井底温度。变量泵的输出流量与工作负载相适应,符合井下环境模拟装置高压、小流量工况要求,且高效节能。经测试,试验装置压力控制精度±0.3 MPa,温度控制精度±0.5 ℃,能够较准确地模拟预设压力及温度数值,满足设计要求。     

四电极电磁流量计磁场分布特性数值模拟

文章开展了四电极电磁流量计磁场分布数值模拟研究工作.采用有限元分析方法计算了四电极电磁流量计磁场分布特性,考察了四电极电磁流量计权重函数分布.分析了仪器偏心、流体磁导率对磁场分布影响.为正确理解注聚井中四电极电磁流量计测量响应特性提供了理论分析基础,指出了采用有限元技术是分析电磁流量计测量特性的较好途径.     

耐高温大功率开关电源用电感器设计

介绍了石油钻井下高温高振动环境中大功率电感器的设计,该电感器应用于某BUCK结构500 W开关电源.针对外径小于80 mm的单个磁芯不能实现当额定电流为10 A时电感量不低于1.5mH这一设计难题,本文采用两电感并联分流的设计方法.为增大单个电感的电感量并抑制振动对其影响,设计时利用5个型号为“77191A7”的铁硅铝...     

随钻地层压力测量电液控制系统设计

为准确测量地层孔隙压力,实现随钻地层孔隙压力剖面,开展了随钻地层压力测量系统电液控制技术研究。电液控制系统包括电控和液压2个部分,电控系统为主从式双处理器架构,其中主处理器完成信号测量、处理和存储,执行地层压力回归计算等关键算法,执行液压系统中控任务调度和逻辑控制,对从处理器发出控制指令。从处理器负责电机运行和电磁阀开关控制。其中液压系统由动力源泵站、电磁阀、溢流阀、液压双向锁、探头装置、抽汲装置组成。电液控制系统可实现探头推靠密封、抽汲地层流体、测量地层压力及探头回收等功能。不同渗透率岩心试验和模拟井试验结果表明,地层压力测量曲线与理论曲线一致,表明电液控制系统能够用于随钻地层压力测量系统原理样机的理论验证和试验,为研制实用的随钻地层压力测量系统奠定了基础。     

倾斜油水两相流水为连续相的逆塞流及过渡流型非线性特性

在倾斜油水两相流模拟井装置上,利用自制的纵向多极阵列电导传感器,测量得到了66组不同倾斜角度的油水两相流电导波动信号.采用Hurst指数和吸引子形态描述方法提取了波动信号的非线性特征,通过研究Hurst指数、吸引子形态特征量与流型之间关系,发现倾斜油水两相流电导波动信号的Hurst指数介于0.6～0.9之间,4阶吸引子形态特征量对流型转化敏感.结果表明,4阶吸引子形态特征量的组合能够有效识别水为连续相的逆塞流型和过渡流型.     

基于旋转磁偶极子的钻井轨迹高精度导向定位方法

传统随钻测量无法满足水平对接连通井、蒸汽辅助重力驱油中的成对平行井钻井等复杂结构井高精度导向定位技术需求。为直接测量钻头与目标靶点的距离及方位信息,提出了一种基于旋转磁偶极子模型的高精度导向定位方法。通过对动态旋转磁偶极子的磁信号空间传播规律的研究发现,旋转磁偶极子可以等效为正交磁偶极子的叠加,并且存在能够对旋转磁偶极子进行导向定位的特征磁场信号,该特征信号可以通过希尔伯特变换对三轴可测磁信号进行相位解调和幅度解调获得。仿真结果表明,钻头越接近目标靶点,定位误差越小,定位精度越高。基于旋转磁偶极子的钻井轨迹高精度导向定位方法对SAGD成对平行井、煤层气开发水平对接连通井及可溶性盐卤矿井高精度钻井轨迹导向定位具有重要应用价值。     

陀螺测斜仪地面测控系统

文中介绍了基于DSP的陀螺测斜仪地面测控系统,用软件实现曼彻斯特码的编码/解码,系统软硬件设计相对简单,测试结果在LCD上显示。