连续油管技术与装备发展综述

自世界上第一台连续油管作业机问世至今,连续油管作业技术与装备已经过了40多年的发展历程,以其占地面积小、作业成本低、搬迁安装方便、保护油层、增加油井产量和使用范围广等诸多不可比拟的优势,得到迅速发展,并广泛应用于钻井、完井、试油、采油、修井和集输等各个作业领域。实践表明,连续油管作业技术与装备是一项具有巨大潜力和生命力的实用性技术。目前,该项技术的应用日趋活跃,备受关注。在总结连续油管作业技术与装备的发展现状和展示其发展趋势的基础上,客观地分析了国内连续油管技术与装备的应用与研究现状,提出相应的发展对策。     

三维造型在钻井成套装备设计中的成功应用

三维造型成功用于单个零部件设计已屡见不鲜 ,但在一个庞大系统的设计活动中 ,完全采用三维造型设计技术则鲜为人知。阿科海洋 (AkerMaritime)公司在设计斯诺瑞B平台的全套钻井装备时 ,成功地应用三维造型设计技术 ,结果表明 :(1)设计时间比采用二维计算机辅助设计 (2 DCAD)减少 5 0 %;(2 )在该钻机的组装过程中 ,没有出现任何零部件之间的“干涉”现象 ,实现了采用二维计算机辅助设计技术不可能实现的目的。     

连续管水力喷射压裂机理与试验研究

面对我国日益增加的"多井低产"问题,连续管水力喷射压裂技术作为一项能够有效提高单井产量的新技术而备受关注。依托国家863计划的重点课题,探索了连续管水力喷射压裂机理;基于孔内压力分布的数值模拟,验证了水力射流射入孔内的增压作用与水力封隔作用导致孔内压力升高的作用机理,分析了主要参数对孔内压力分布的影响;以连续管管径为重要特征参数,提出了连续管水力喷射压裂3种作业方式。基于试验研究,验证了连续管水力喷射压裂机理和数值模拟计算结果,认为在相同喷嘴压降下,孔内压力随着围压增加近似于呈线性增大;在井眼垂深较大、地层破裂压力较高时,推荐使用高一些的喷嘴压降,以获得更好的增压作用与水力封隔效果;对于连续管水力喷射压裂,通常采用管径不小于50·8mm(2英寸)的连续管。     

连续管钻机注入头夹紧系统载荷均布设计方法

为了使连续管钻机注入头链条和夹持块平稳进入推板,防止夹持块咬管等问题,开展了注入头夹紧系统的载荷均布设计。通过建立注入头驱动系统和夹持系统的相关力学模型进行计算分析,得到半圆形夹持块具有最优异的综合力学性能。采用单因素分析法,分别对半圆形夹持块的径向间隙、夹持块曲率半径、夹持块倒角曲率半径、夹持块环槽数、环槽宽度、环槽倒角曲率半径等参数进行优化设计,获得注入头具有较好的驱动性能和夹持性能的主要结构参数。形成的注入头夹持块几何尺寸设计方法可用于指导ZR5803型注入头的设计。     

人工举升最新技术综述(Ⅰ)

介绍了美国Echometer等公司近年来开发的 14项新技术 ,包括抽油机减速器净峰值扭矩的平衡技术、杆式泵智能控制器、防气锁游动阀、人工举升控制器、提高阀球和阀座与壳体寿命的设计、降低应力与扭矩的工具、泵筒和柱塞抗磨处理工艺、载荷传感器保护装置、新型Ultra -Guard密封系统、中型和轻型载荷螺杆泵驱动系统、新型复合材料的螺杆泵转子和定子、两体塞柱、柱塞举升控制器以及可降低地面回压的新型多相Ram泵。     

闭环控制的人工举升系统

Schlumberger油田服务公司开发的自动化人工举升 (AAL)系统和具有自主知识产权的专用软件 ,能让石油公司采油专家和油藏专家在世界范围内任何地方对人工举升的地面和井下设备进行实时监控和操作。AAL系统通过对硬件、测量数据、信号传输系统和工具软件的有效集成 ,可采集数据 ,实现对远程非正常工作油井的参数调节。这一功能可以优化油藏开发 ,减小设备出现故障的可能性 ,避免油井的大量检修 ,减少井下作业时间及费用 ,降低生产成本。现场应用表明 ,AAL系统不仅能使油井处于最优工作状态 ,还可以控制注入井眼的压缩气体量 ,提高产油区气举效率 ,从而进一步增加原油产量。     

牙轮零件产品定义系统的研究

产品定义系统的集成保证了各种信息在零件设计制造过程中的高效利用，建立统一的零件信息模型正是ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系统集成的关键。目前普遍采用的产品定义系统大多是针对常规回转类零件的，对形状不规则的复杂零件还未能形成一套通用的描述方式。本文在详细研究牙轮外形的基础上，提出了对复杂专用零件进行特征提取的方法，对这类零件建立了相应的数据模型，实现了零件信息的交互与集成。     

海洋修井机改造成钻调整井钻机的可行性研究

在保持原有修井作业功能的前提下, 将海洋修井机有效地改造成可钻多底水平调整井的钻机, 可节约大量投资。以南海某油田Ａ、Ｂ 两平台上的Ｋ６００ 型海洋修井机为例, 通过对提升能力及主要载荷系统、固控系统、钻井泵机泵组、修井机主机改造等方面的计算、校核和分析后得出结论： 将Ｋ６００ 型海洋修井机改造成可钻多底水平调整井的钻机是切实可行的, 而且对其它海洋修井机的改造也具有普遍指导意义。经５ 口井开窗侧钻的使用表明, Ｋ６００ 型海洋修井机的改造十分成功, 完全达到预期的目标。     

油水旋流分离器数值模拟优化研究

采用计算流体动力学（CFD）软件中的雷诺应力模型（RSM）对油水分离旋流器内部流场进行了数值模拟,研究发现采出液在进口处的相互流动干扰对油水分离效果有重要影响,据此提出了一种新型结构——带有空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋的油水旋流分离器。进一步的优化设计和性能试验表明：空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋实现了平滑过渡,从而得到较稳定的流场和较高的分离效率。     

基于CFD平台的旋流器优化设计系统开发

基于CFD平台，融合计算机技术、数值仿真技术、系统集成技术，采用结构参数优化设计思想，以及面向对象的方法，开发了油水分离旋流器CFD优化设计系统软件。通过便捷的参数输入图形化界面，完成模型的前处理、求解计算和后处理功能，使用户不必掌握CFD高深理论即可方便地使用该系统进行旋流器模型优化设计，为油水分离旋流器的结构优化设计提供新的技术手段。