【摘 要】
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抽油杆偏磨断脱是制约油田高效采油的关键因素.为节约采油成本,提高采油效率,提出一种新型防脱防偏磨装置.该装置兼具防偏磨、防脱扣、防砂卡和减阻的功能.通过杆柱受力分析、装置整体有限元分析与拉压试验和疲劳试验相结合,确定了中和点位置以及结构的安全可靠性,对扶正套外流场进行数值模拟分析,分析结果表明:流经扶正套的压力损失约为2.2 kP a;新型防脱防偏磨装置节流效应不大,压力损失小,能耗低,进一步验证了其过流能力.通过防偏磨试验和防脱扣试验确定了新型抽油杆防脱防偏磨装置工作性能的可靠性.新型防脱防偏磨装置能降
【机 构】
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中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院;中国石化碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室;东北石油大学机械科学与工程学院;大庆油田化工有限公司化工厂
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抽油杆偏磨断脱是制约油田高效采油的关键因素.为节约采油成本,提高采油效率,提出一种新型防脱防偏磨装置.该装置兼具防偏磨、防脱扣、防砂卡和减阻的功能.通过杆柱受力分析、装置整体有限元分析与拉压试验和疲劳试验相结合,确定了中和点位置以及结构的安全可靠性,对扶正套外流场进行数值模拟分析,分析结果表明:流经扶正套的压力损失约为2.2 kP a;新型防脱防偏磨装置节流效应不大,压力损失小,能耗低,进一步验证了其过流能力.通过防偏磨试验和防脱扣试验确定了新型抽油杆防脱防偏磨装置工作性能的可靠性.新型防脱防偏磨装置能降低抽油杆柱的断脱率,可为相关设计和应用提供借鉴与参考.
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针对软悬挂紧急撤离工况下深水隔水管振动失效问题,采用有限元法并结合哈密顿变分和虚功原理,建立了软悬挂钻井隔水管三维非线性动力学模型,考虑了纵横向耦合效应、海洋涡激效应以及隔水管的大变形等非线性因素.借助文献试验参数和结果验证了非线性动力学模型的有效性.采用HYSY981钻井平台隔水管现场参数,探究了浮力块布置和台风重现期对紧急撤离工况下软悬挂隔水管非线性振动响应特性的影响规律.研究结果表明:合理布置浮力块可以减小应力和动态轴力,最优浮力块的布置方法可由所建立的理论模型确定;在高流速区中,隔水管的浮力块布置
为了解决注空心球双梯度钻井中分离器的分离效率不高的问题,对井筒压力的动态变化规律进行了研究.设计了能够对空心球实现高效分离的过滤分离器,并通过数值模拟与室内试验进行了验证,过滤分离器最高分离效率可以达到98.5％.建立了空心球分离进入环空时所产生的波动压力数学模型,结合该模型并考虑空心球的体积分数、钻井液排量、分离器位置以及机械钻速的动态变化,进一步建立了井筒压力动态变化的数学模型.基于钻井数据进行了算例计算和影响因素分析.研究结果表明:在分离器位置处,井筒压力分布存在明显拐点,而环空中钻井液密度分布存在
为准确预测套管环空上方的持续环空压力,以水泥环裂隙与固井界面微环隙为环空窜流通道,用一维不稳定渗流描述气体在水泥环中的运移过程,基于物质守恒和体积守恒,将环空窜流等效渗透率计算方法补充到持续环空压力预测模型中,依此建立了套管环空压力计算模型,并给出了迭代求解方法,实现了对水泥环真实密封性的定量评价.通过与现场实测数据的对比,验证了模型预测套管环空压力的准确性.研究结果表明:窜流通道等效渗透率和初始环空压力只会影响套管环空压力的上升速度;而气层泄漏压力和水泥环封隔长度会同时影响上升速率和环空压力极值;改善水
表面摩擦力对海上钻井表层导管承载力和井口稳定性具有至关重要的作用,但关于表层导管喷射过程中和喷射完成后的表面摩擦力变化机理尚不清楚.为此,建立了表面摩擦力的计算模型,分析了导管喷射过程中和喷射完成后土体应力状态的变化情况,认为在表层导管喷射下入过程中超孔隙水压力的形成和消散是表面摩擦力变化的主要原因.现场模拟试验结果表明:表层导管底部传感器测得的径向应力较大;各层的有效应力随时间的延长而下降,在达到一定值后又逐渐增大,这与钻井过程中桩的径向应力变化规律吻合;喷射完成后,土体表面摩擦力随时间的延长呈现出非线
为形成油田污水溶气气浮处理工艺沉降罐的结构改进方案,满足油田污水的不断提效处理,考虑溶气单元布气工艺控制面积及布气工艺控制液位高度,利用多相流混合模型,模拟研究了溶气气浮沉降罐溶气单元工艺结构对油田污水分离性能的影响.研究结果表明:合理的布气环气体释放头布置、布气环布局及布气液位高度有益于获得均衡的配水单元压力场分布、稳定有序的分离流场粒子运动迹线特征及较好的除油、除悬浮物效果;在回流比25％、溶气释放压差0.6 MPa工况下,优化确定溶气单元布气环上均匀分布的气体释放头间距为856 mm,气体释放头数量
井口抬升会导致油气井井筒完整性破坏,影响油井的后续生产作业安全.为了研究回接套管柱在固井-生产作业中的井口应力分布及抬升高度变化规律,采用有限元方法,根据顺北区块某井现场工况,利用ABAQUS软件建立了不同工况下多层套管-水泥环-地层多体系统热-固耦合分析有限元模型,分析了回接套管从固井阶段开始到生产时的应力和位移变化,得到了井口应力、抬升高度变化过程及其相关参数的影响规律.分析结果表明:随着水泥浆返高的增加,井口抬升高度单调增加,这表明随着水泥环缺失的严重性增加,套管自由段数越长,在温差作用下可伸长抬升
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针对国内外未见隔膜泵在煤层气田试验的现状,开展了煤层气井隔膜泵举升及配套工艺技术研究.分析了地面举升工艺的设计,介绍了关键技术组成,并在沁南盆地2口煤层气L型井中实现首次成功应用.该工艺中的井下三相分离装置不仅具有气液分离功能,还创新设计了沉砂功能,结合隔膜泵工作原理和特点,将沉砂功能设计在筛管之上,还设计了结构简单的防砂导流罩,实现了气液固分离及固体分离后的储存,保障了煤层气井的正常生产.该技术在现场应用中,年节电量达4.8×104～6.9×104 kW·h,节能降耗效果显著.该隔膜泵举升及配套技术适用