PDC钻头反扭矩分析及控制技术

定向滑动钻井时,PDC钻头上产生的反扭矩变化较大,导致工具面控制不稳,影响了钻进的连续性和速度。采用有限元数值模拟技术定量地分析了PDC钻头破岩时产生的扭矩,进一步证实存在较大反扭矩。介绍了Southard钻井技术公司最近研制的一种无反扭矩钻井工具,即行星钻头驱动器。该工具构思巧妙、设计新颖,通过控制定向钻井时PDC钻头上产生的反扭矩及其变化,从而提高钻进效率,具有一定的发展前景。     

MGT导向技术在SAGD双水平中的应用及研制

SAGD双水平井的施工对井眼轨道的精确测量和层间位置的准确计算提出了很高的要求,磁导向技术就是解决这一需求的核心。它是利用测量的磁场信号来确定正钻井相对于参考井距离和方位的一种导向技术。本文主要阐述了用于SAGD双水平井钻井作业的MGT导向技术应用理论、操作参数、技术特点等;分析了MGT技术在风城油田的现场应用情况;最后针对克拉玛依钻井工艺研究院正在研制的磁导向技术进行了简单的介绍。     

Ф127mm钻杆防磨套设计及有限元力学分析

在对国内外现有的钻杆防磨套工具调研的基础上,设计出一种新的尺寸为Ф127mm钻杆用防磨套工具,该工具将钻杆与套管的钢—钢硬摩擦变为与防护套与钻杆之间的软摩擦,可以大幅度降低钻杆和套管的磨损。为了研究钻杆安装防磨套后对套管产生的影响作用,对套管内壁未发生磨损、套管内壁发生偏磨、防磨套与套管内壁的相互作用以及防磨套组件与本体相互作用进行了对比有限元力学分析,分析结果为防磨套的进一步优化设计提供了理论依据。     

MGT导向技术在SAGD双水平中的应用及研制

SAGD双水平井的施工对井眼轨道的精确测量和层间位置的准确计算提出了很高的要求,磁导向技术就是解决这一需求的核心。它是利用测量的磁场信号来确定正钻井相对于参考井距离和方位的一种导向技术。本文主要阐述了用于SAGD双水平井钻井作业的MGT导向技术应用理论、操作参数、技术特点等;分析了MGT技术在风城油田的现场应用情况;最后针对克拉玛依钻井工艺研究院正在研制的磁导向技术进行了简单的介绍。     

套管头卡瓦力学分析

卡瓦悬挂系统是热采套管头的核心,卡瓦能否安全可靠地悬挂套管是其关键。对卡瓦悬挂套管进行了力学分析,并采用有限元法进行模拟。分析结果表明,卡瓦牙齿沿轴向承受的载荷从上到下依次降低;卡瓦牙齿沿圆周方向从中心线沿两侧面的Misses应力逐渐升高;卡瓦侧面处应力集中非常严重。提出了卡瓦结构优化建议,为卡瓦悬挂套管奠定了理论基础。     

岩屑床清除工具携岩效率仿真分析

在水平井的造斜段,尤其是钻斜度大于65°的定向井过程中,岩屑容易沉降、堆积,形成岩屑床。在停泵期间,钻井液停止循环,加速了岩屑在井眼低边沉积。岩屑床会造成蹩泵,还会使钻具下部的扶正器产生相当大的摩阻转矩,或造成扶正器泥包,甚至导致卡钻。介绍了非线性螺旋型岩屑床清除工具的结构和工作原理。建立螺旋槽型、直棱槽型、光杆型3种岩屑床清除工具的CFD模型,进行液固耦合的携岩流场仿真分析。结果证明非线性螺旋型岩屑床清除工具具有更高的岩屑清除效率。     

ANSYS在大型球罐上的应用

采用有限元法对大型球罐进行有限元分析及优化设计,并对其危险截面进行了应力评定和强度校核同时对上支柱高度、托板厚度和筒体壁厚进行了优化设计。     

封隔器胶筒几何参数优选

应用ANSYS有限元软件优选了封隔器胶筒几何参数，通过研究几何特征参数和接触压力之间的关系确定出参数值，分析并得出胶筒与套管的密封峰值接触压力随着胶筒高度的升高而总体呈现降低的规律，同时受剪切强度和密封接触压力分布规律的限制；在同样胶筒子厚度的情况下，胶筒与套管密封峰值接触压力随胶筒倒角增大而增大，但角度增至某一个值时，接触压力会出现畸变；在同样的胶筒倒角下，胶筒与套管密封峰值接触压力随着子厚度的增大呈现先升后降的趋势，即存在最优值。     

大直径玻璃钢内筒保型取心工具研制

我院研制出的大直径玻璃钢内筒保型取心工具，通过增大岩心直径，有效地增加了岩心柱自身的强度，提高了岩心成型性和收获率；选用玻璃钢内筒代替原有的钢筒，减小了取心钻进过程中岩心入筒的阻力，减少了因堵心、磨心造成的岩心损失，保证了岩心的成型率和正常的取心机械钻速；同时，出心时可直接切割玻璃钢内筒、冷冻岩心，提高了松散岩心的取样率。该工具先后在克拉玛依油田、哈萨克斯坦国肯基亚克油田和吐哈油田等地进行应用，大幅度提高了平均取心收获率和岩心成型率等技术指标，取得了良好的综合效益。本文主要介绍了该工具研制过程中的几个重点问题。     

三牙轮钻头牙齿破岩的破碎坑几何建模与分析

岩石在钻头牙齿作用下形成的各种破碎坑和井底的测量与分析是钻头试验技术中的重要环节,也是研究钻头破岩机理和评价破岩效率的重要手段.以三牙轮钻头上单齿圈为对象进行试验,研究钻头破碎岩石后得到的破碎坑.针对不同岩石、不同齿形的硬质合金牙齿,进行了大量的牙齿刮切破岩试验,并利用逆向工程软件对试验数据进行整理计算.以勺形齿和楔形齿为例提出了牙齿刮切破碎坑几何模型的建模过程,并简要介绍了获取破碎坑几何模型特征参数的方法.