表面工程技术在设备维修中的运用

表面涂层、表面改性和表面复合技术等表面工程技术为现代化维修提供优质、高效、节能、节材的新技术,大大节省维修所需的费用和时间。     

考虑U型管效应的注水泥套管变形问题研究

注水泥过程中的套管变形问题给固井作业带来了巨大挑战。基于U型管效应产生的机理,给出了真空段长度和返出排量的描述方程。考虑温度场对套管变形的影响,推导了传热学方程,用于预测井筒温度场。通过分析注水泥时套管受力情况,建立了相应的套管变形程度计算模型。以新疆油田Z井为例,进行了泵压、真空段长度、注入返出排量等参数的计算。结果表明,当井筒内出现U型管效应时,返出排量不等于注入排量;最佳的注入排量为12～14 L/s,此时套管变形量较小,且不会发生疲劳破坏。当在井口观测到泵压为0时,井筒内就会产生真空段,此时应重视U型管效应可能引发井下复杂。根据敏感性分析,注入排量对套管变形程度的影响最大。在设计注入排量时,可考虑变排量注水泥的设计方法,以便更好地解决该类问题。     

无隔水管钻井U形管效应计算模型研究

无隔水管钻井(RMR)在无钻柱阀的情况下停泵、接单根或起下钻会发生U形管效应。U形管效应增加了钻井非作业时间,且发生U形管效应期间井底压力变化复杂,钻井液池液面不断升高,影响溢流的准确判断。鉴于此,基于流体力学中的一元不稳定流动理论,结合RMR钻井工艺,详细推导了U形管效应的不稳定流动模型。根据该模型研究了U形管效应持续时间、钻杆内液面下降高度、液面流速和加速度、返出流量以及井底压力随时间的变化规律,也分析了影响U形管效应持续时间和井底压力变化的因素,同时还提出了RMR钻井存在零立压排量概念,该排量是钻柱内充满钻井液所必需的最小海面泵排量。研究结果表明:不同停泵排量都会快速下降到零立压排量,随后逐渐减小;零立压排量对于实现RMR安全钻井和水力参数优选都具有重大意义。研究结果可为认识RMR钻井U形管效应和缩短U形管效应持续时间提供理论依据。     

无隔水管钻井当量循环密度计算模型

关于无隔水管钻井在钻柱未充满工况下的井筒温度和压力模型还未见报道。鉴于此,推导了保证无隔水管钻井钻柱内充满钻井液的最低海面泵排量(零立压排量)的计算公式。针对钻柱未充满工况,建立了无隔水管钻井稳态温度计算模型,并在考虑温度和压力对钻井液密度影响规律的基础上建立了当量循环密度(ECD)计算模型。研究结果表明:零立压排量随水深增加而增加,随井深增加而减小;水深越大,相同排量下的平衡液面深度距平台越远;深水无隔水管钻井的井筒温度变化规律与陆上井筒温度变化规律一致,但温度要低很多,因此井底压力和ECD变化也较小;由于深水井高温高压窄密度窗口的特点,所以计算井底压力和ECD时需要考虑温度模型。研究结果对无隔水管钻井水力参数的确定具有一定的指导意义。     

电纺La2O3-CeO2纳米纤维的除氟性能

纳米双金属氧化物作为除氟剂具有广泛的应用前景。以六水合硝酸铈和六水合硝酸镧为原料，聚丙烯腈(PAN)为模板，通过静电纺丝技术与煅烧相结合制备La₂O₃-CeO₂纳米纤维，利用TEM、SEM-EDS、BET、FTIR和XRD对La₂O₃-CeO₂纳米纤维的形貌和结构进行表征。探究了La₂O₃-CeO₂纳米纤维对氟离子吸附性能，研究了pH、吸附质(F-)初始浓度、吸附时间、La₂O₃-CeO₂纳米纤维投加量和共存阴离子等对除氟效率的影响。研究结果表明，La₂O₃-CeO₂纳米纤维的比表面积为31.04 m²·g^-1。pH为3时，La₂O₃-CeO₂纳米纤维的...