全液压自动猫道举升系统运动学分析

全液压自动猫道举升系统在举升钻具过程中要充分保证其运行的平稳性,以降低冲击载荷和整个举升滑道的振动。根据全液压自动猫道模型,将举升系统进行简化,建立其机构运动简图;应用MATLAB软件求解运动学方程并进行线性拟合,得到举升滑道的空间位姿变化曲线;应用Adams软件对举升系统进行运动学分析,得到举升滑道倾角变化曲线、位移曲线和速度曲线,验证了其设计的可行性。     

游梁式抽油机CAD系统

游梁式抽油机CAD系统是以VC＋＋为开发平台、以SolidWorks为图形支撑软件的专用软件系统。该系统采用菜单和对话框的形式，具有较好的用户界面和人机交互功能。系统开发了最常用的四种机型的机构设计，对抽油机游梁，连杆在满足工作能力的条件下以耗材最少为目标进行优化设计，对关键零件曲柄销等进行设计校核，对支架采用SolidWorks设计建模，然后对其进行有限元强度和刚度分析。最后给出了一异相型抽油机的实例设计分析。     

有限元分析在超大载荷滑道梁设计中的应用

滑道梁在海洋平台上设备的维修作业中起着非常重要的作用。本文采用ANSYS软件对超大载荷滑道梁的应力状态进行分析,得到了滑道各个部分的应力状态,并对滑道梁进行了优化,以保证滑道梁的安全性。     

DM3/3.3-J液缸举升式动力猫道设计与试验

为满足小型陆地钻机地面管子堆场与钻台面之间管柱的机械化输送要求,设计了DM3/3.3-J液缸举升式动力猫道。该猫道采用模块化结构形式,输送臂为细长箱型梁结构,采用高强度钢板组焊;其控制系统采用"远程控制+本地应急控制"2种控制模式,充分考虑了远程控制出现故障后的应急操作。现场试验结果表明:输送臂推移机构、踢出机构、安全防坠落机构及扶正缓冲臂运动合理,满足各种规格管柱的输送要求,猫道带载运行平稳,输送单根总运行用时50~70 s,在举升过程中按下急停按钮和切断电源,猫道立即停止工作,并保持在当前状态,安全性高,可在ZJ30DB钻机上使用。所得结论可为动力猫道的结构优化提供参考。     

ZJ70D型石油钻机双滚筒绞车设计

为满足钻井工艺和运输要求,通常把绞车设计成多轴传动、分体运输,这样不仅使系统复杂,还增加了成本和安装工作量。为此,对绞车的传动方案、动力输入方式和绞车架结构做了开创性工作,重新设计了ZJ70D型双滚筒绞车。该绞车主要由底座、绞车架、滚筒轴、捞砂滚筒轴、传动轴驱动箱、盘式刹车、防碰天车装置、主刹车机构和自动送钻装置等组成,动力输入轴与传动轴之间换挡采用机械换挡,传动轴与滚筒之间的换挡采用气胎离合器换挡,拥有4个正挡、4个倒挡。运用有限元软件对滚筒轴进行了模拟分析和强度、刚度校核。分析与校核结果表明,绞车滚筒和机架设计合理,满足实际工作要求。     

大型回转窑液压挡轮的有限元分析及其优化

本文运用有限元技术对大型沥青焦回转窑设备的液压挡轮进行应力分析与优化。分析了挡轮的载荷与约束状态,利用ANSYS软件建立挡轮的有限元模型,计算出当量应力分布结果,得出挡轮在减重孔附近及轮轴与轮辐相交处是危险区域。对挡轮在不同设计参数及受力情况下的计算结果进行了比较,结论为减重孔直径扩大至原设计尺寸的1.5倍时为最优。     

海上高产气田防砂挡砂精度设计研究

高级优质筛管防砂是海上高产气田常用的防砂工艺,挡砂精度设计的合理性直接影响防砂效果的好坏。由于缺乏该类气田的防砂标准,挡砂精度设计多按照70年代Saucier提出的D50=（5~6）d50设计原则,考虑因素单一,对于特殊地层不具备针对性。制定了海上高产气田的防砂有效标准,以流花气田19-5实际地层岩心为例,进行了均匀系数对挡砂精度设计影响规律实验,结果显示均匀系数越大最佳挡砂精度值越小。首次对泥质含量对气田挡砂精度设计影响规律进行了实验分析,结果显示泥质含量越高最佳挡砂精度值越大,但泥质含量较低时该影响可以忽略。实验结果还表明,当地层砂泥质含量高于14%时不宜采用高级优质筛管防砂。8×8组出砂模拟实验结果遵循D50=（3~5）d50,相对于传统的设计原则,实验佐证了海上高产气田精细防砂理念的正确性,为气田防砂挡砂精度设计和防砂方案优选提供了依据。     

海上油井的气举-电泵组合举升耦合模型研究

为了充分利用海上平台的气源进行海上深井的开发,引入了气举与电潜泵组合举升系统(GL-ESP系统)。以油藏流入动态和多相流动模型为基础,建立油藏、井筒、GL-ESP系统耦合数学模型,并针对GL-ESP组合举升管柱结构,以压力节点分析为基础,提出潜油电泵工作参数和气举工作参数协调工作的一体化设计方法。利用该设计方法进行实例模拟分析,计算并比较了GL-ESP组合举升与单气举、单电泵举升时的注气量、电泵级数、电泵功率及电泵下深等参数。计算结果表明:GL-ESP组合举升可以大幅度减少电泵级数、降低电泵功率并增加油井产量。GLESP系统通过改善电泵工作状况进而充分发挥设备举升能力,可以充分挖掘油井潜能,对于海上深井的开发具有重要意义。     

春光油田稀油防砂举升工艺技术研究与应用

春光油田稀油区块属高孔、高渗、高含蜡储层,具有地层易出砂的特点,且稀油井举升工艺管柱主要以油管+常规抽油泵+泄油器+筛管+丝堵的常规工艺管柱为主,在举升过程中存在因出砂造成泵阀磨损漏失、管杆柱卡滞及井筒砂堵等问题。针对这些问题,开展防砂举升工艺研究,利用数学模型,并与长柱塞防砂抽油泵配套,优化设计防砂举升工艺参数,准确计算出携砂举升临界冲次。现场试验证实,该技术达到了预期的设计目的,延长了稀油出砂井检泵周期。     

基于ABAQUS的自升式平台上环梁接触非线性分析

采用Pro/E软件及有限元分析软件ABAQUS建立自升式平台上环梁的复杂结构模型和精细有限元模型。根据平台举升工况的工作过程和平台质量情况,确定相应的载荷与边界条件。采用ABAQUS求解器对上环梁进行举升工况下非线性接触分析。计算结果表明,在举升工况下,自升式平台上环梁的最大等效应力为175MPa,上环梁销子的最大应力为210MPa,均小于各自的许用应力,能够满足实际工程设计需要。所采用的分析方法简单有效,可为相关工程设计与分析提供参考。     

扶余油田浅层定向井举升工艺技术

定向井的举升设计,关键是如何有效解决油井生产过程中防磨的问题。对于定向井特有的井身结构而言,在抽油生产过程中杆管间的偏磨无法避免,在这种情况下如何有效减轻偏磨程度,则是防磨设计的重点。对扶余油田2003年完钻的第一口浅层定井向进行杆柱应力测试,同时根据测试结果对该井举升工艺进行了全新设计。西+11-10.4井采取了全新的工艺管柱设计满足了油井举升需要,免修期达到了580 d以上。     

海上平台拼装式滑移底座设计与应用

本文针对海上老平台甲板面积小、吊装能力不足问题,设计制造了一种适用于海上平台的拼装式滑移底座,该滑移底座可拆分成重量较小的构件.通过载荷分析和模拟进行校核,整体结构和应力满足海上平台液压举升修井作业要求.使用该滑移底座可实现液压举升修井装置在不同井口槽之间的整体滑移,大幅降低液压举升修井作业准备工期和对海上平台吊装能力的需求,在双井区平台和修井机故障平台取得了良好的应用效果.     

筛管挡砂性能评价试验装置研制与应用

针对目前国内筛管挡砂粒径的选择主要依靠经验,挡砂性能评价无有效方法的情况,研制了一种滤砂管挡砂性能评价试验装置.利用该装置可以对不同规格的滤砂管的挡砂性能进行评价,优选出合适的挡砂粒径,提高滤砂管的防砂成功率.现场应用表明,利用该试验装置优选出的筛管,其防砂成功率达到了100％.该装置的研制成功为滤砂管的大规模推广应用提供了技术支持.     

径向水平井弯曲转向机构影响因素仿真研究

针对径向水平井钻进中钻杆弯曲转向前进运动困难的问题,通过建立弯曲转向机构仿真有限元模型,对其主要影响因素:滑道轨迹曲率、间隙、工作压力、滚轮形状与位置和钻杆壁厚等用ANSYS软件进行仿真研究。研究表明:影响截面变形的主要因素是滑道曲率的改变和滑道摩擦因数,钻井失败时钻杆所受阻力的增大不是因为升高工作压力导致截面变形过大与滑道干涉所致,钻杆经校直段,钻头中轴线与校直中心线存在一定的角度,即钻杆的前进轨迹就会偏离理论值,或与地层干涉,或可能再次发生弯曲变形;另一主要原因是转向器滑道工作恶化。增加钻杆壁厚,降低工作压力和滑道摩擦因数,设计合理弯曲转向机构是解决问题的关键。     

热采条件下机械防砂筛管挡砂精度模拟分析

在对稠油热采出砂井进行防砂设计时,没有考虑温度、初始挡砂精度、挡砂介质材料和编制滤网金属丝直径对机械防砂筛管挡砂精度的影响。通过分析常用机械防砂筛管——割缝衬管、绕丝筛管和复合筛管挡砂介质的结构,建立了筛管挡砂精度的物理模型,基于筛管受热变形建立了筛管挡砂精度的数学模型。结果表明:割缝衬管和绕丝筛管挡砂精度变化规律相同,均随着温度的升高而增加,造成实际挡砂精度比设计挡砂精度偏大;普通编制滤网复合筛管挡砂精度随着温度的升高而降低,造成实际挡砂精度比设计挡砂精度偏小;密纹编制滤网复合筛管挡砂精度变化规律比较复杂,在初始挡砂精度确定的情况下,需要具体分析不同直径的金属丝,才能确定挡砂精度的变化规律。该研究成果对热采出砂井防砂设计有一定的指导意义。     

自动举升试井防喷装置的研制及力学分析

传统试井施工作业需要人工举升测试仪器,攀爬到防喷管顶部,将仪器送入高3.5 m的防喷管内,存在工人劳动强度大、效率低、安全系数低等问题。研制的自动举升试井防喷装置,以便携无线液压泵站为动力源,驱动液压油缸,在地面完成将仪器装入防喷装置的所有安装工作;举升过程中,液压油缸将防喷管顶起,防喷管自动对接完成安装;施工结束后,按反安装顺序拆卸防喷装置。为了施工安全,对防喷管强度、立柱尺寸进行了适应性验证,对采油树受力情况进行了分析。该装置在大庆油田完成生产试井12万多层,应用效果显著。     

春光油田举升工艺适应性分析及优化

春光油田是河南油田新增产能区块,地质上属于特高孔、特高渗储层,采用的采油工艺也不同于河南油田原有区块.在对举升工艺现状进行调研的基础上,利用采油工程软件对春光油田举升工艺技术进行了适应性分析和评价,并进行优化设计,为下步举升工艺方案选择提供借鉴.     

番禺30-1气田水平井精细防砂研究与实践

番禺30-1气田是以水平井开发为主的海上深水气田,生产时地层出砂,必须采用先期防砂完井才能投产。海上深水气田开发的高成本决定了其防砂措施必须可靠,因此需要确定该气田水平井采用的高级优质筛管的防砂层结构和综合挡砂精度。采用实际的地层岩心,通过室内出砂模拟实验确定了高级优质筛管防砂的合理挡砂精度,获得了不同于常规的防砂设计准则。生产实践表明,采用出砂模拟实验确定的挡砂精度比直接采用防砂准则设计的挡砂精度更加可靠,防砂后产量高,防砂效果好,为此类气田进行精细防砂设计提供了新的思路。     

Haute Mer A 区块深水稠油油田防砂挡砂精度研究

中海油刚果（布）Haute Mer A 区块为深水出砂稠油油藏,根据常规的挡砂精度设计准则采用砾石充填防砂后出油困难。为了确定合理的挡砂精度,提出了海上稠油防砂不同设计原则下的最大含砂浓度标准,并通过砾石充填出砂模拟实验, 采用“三曲线分析方法”,获得了不同于常规的防砂设计准则。该分析方法同时考虑了砾石充填层的相对渗透率、剩余渗透率及含砂浓度标准。实验结果表明,充填层砾石粒度中值为地层砂粒度中值8~9 倍时充填层渗透性最好;采用该设计准则确定的防砂挡砂精度油井产能提高了3 倍多,解决了该区块防砂后出油困难的问题,为该类稠油出砂油藏挡砂精度设计提供了新的思路。     

浅层定向井螺杆泵举升工艺研究

螺杆泵举升技术近年来已日趋成熟,并在国内外油田开发中得到较大规模的推广应用。但目前的举升工艺应用仍集中在直井及直斜井,对于定向井,特别是浅层定向井的设计理论及现场应用仍处于摸索试验中。针对吉林油田部分地区所面临的浅层定向井螺杆泵有效举升的实际需求,探讨了浅层定向井螺杆泵举升过程中杆管的防磨设计问题,对杆管偏磨产生的机理、磨损程度的影响因素进行了分析,提出了改善杆管间受力及降低偏磨程度的基本技术对策,采取以优化扶正器设计及应用玻璃衬里油管为主的防磨措施。现场应用表明,浅层定向井的螺杆泵举升工艺是可行的。