固液两相流粒子冲蚀钻头内流道磨损

针对固液两相流粒子冲蚀钻头内流道磨损机制,应用固液两相流离散相模型(discrete phase model,DPM),建立钻头内流道冲蚀磨损的物理模型,获得粒子参数对内流道磨损的影响规律,并进行室内实验,验证DPM模型的有效性。研究结果表明:粒子对钻头内流道冲蚀磨损主要分布在内流道收缩面,越靠近钻头中心轴线,磨损率越大;随粒子入口速度的增大,内流道平均磨损率增大;随粒子直径的增大,内流道平均磨损率先减小后增大,最后趋于稳定,当直径为2.0 mm时平均磨损率最小;随粒子体积分数的增大,内流道平均磨损率近似呈直线增加;当粒子入口角度为50°时,内流道平均磨损率最大;压力对于内流道磨损影响较小;进行100 h磨损实验后,钻头内流道的磨损率减小了0.80%。     

丁苯胶乳的研制及其水泥浆性能评价

在一定温度下,丁二烯和苯乙烯中加入引发剂、乳化剂和相对分子量调节剂后,聚合生成丁苯胶乳。应用X射线衍射仪、电位测试仪对生成的丁苯胶乳进行结构性能分析,并对丁苯胶乳水泥浆常规物性、水泥石的强度进行了评价。结果表明：丁苯胶乳水泥浆具有丁苯胶乳加量少、抗高温、低失水、低游离水、直角稠化、过渡时间短、防气窜和良好的流变性等特点。水泥浆性能良好,固井质量优异。     

粒子破岩钻进技术研究进展及发展趋势

粒子破岩钻进技术在提高深井硬地层和强研磨性地层钻进速度和效益方面具有巨大的发展潜力。在对国内外的研究现状进行广泛调研的基础上,结合研究实际,对粒子破岩钻进的技术路线、粒子注入系统、回收系统以及适合于粒子冲击破岩的井下破岩工具等方面的研究进展进行分析。结果表明:连续、稳定地将高硬度和高研磨性的粒子注入到高压钻井液中,并使其在钻井液中均匀分布,而且能有效回收是该技术的基础;个性化的PID钻头设计和水力参数优化设计是该技术研究的重点;提高系统使用寿命和工作稳定性是加快技术推广应用的突破口;粒子射流对岩石的冲击动载作用和应力波损伤软化作用机制以及射流-机械联合破岩机制研究是该技术研究的前沿。     

井下螺杆驱动钻井提速装置研究

目前,每钻一口4000-6000m的油井（一般地层）大约需要3-4月,有的长达1年左右,耗资上亿元。特别是超深井、山区油气田,地层坚硬复杂,钻井更是困难。转盘钻外的平均机械速度过低已经成为钻井工业的制约瓶颈,直接影响勘探开发的整体效益,因此,提高钻头在硬地层的钻井速度已经迫在眉睫。     

油井水泥缓凝剂乙二胺四亚甲基膦酸盐的研制与应用

针对深井固井高温环境下水泥浆稠化时间和抗温性能难以满足现场施工的问题,研制了一种抗温抗盐缓凝剂乙二胺四亚甲基膦酸盐(EDTMP),考察了EDTMP的热稳定性、高温缓凝性能、抗盐性能、配伍性能以及其对水泥石抗压强度的影响.将EDTMP与其他缓凝剂作了对比,探讨了EDTMP的缓凝机理,并进行了现场试验.结果表明,EDTMP可抗170℃的高温,加量少,稠化时间可调,过渡时间短;对NaCl不敏感,对水泥石抗压强度无影响,与其他外加剂有很好的配伍性;EDTMP稠化曲线较理想,没有出现稠化曲线不稳定和水泥浆性能不稳定的现象.该缓凝剂能较好地适应高温环境、盐膏层和长封固段,现场试验取得了很好的效果.     

后混式磨料射流清洗油管涂料的实验研究

通过对后混合式磨料射流清洗油管涂料的实验研究,得出了后混合式磨料射流清洗油管涂料的清洗效率与喷嘴直径、喷距、喷射角以及颗粒直径的关系。后混式磨料射流清洗油管涂料的清洗效率随喷嘴直径的增大而增大,喷距、喷射角和磨料颗粒直径最佳参数值分别为250 mm、90°和0.8 mm。     

衣康酸/AMPS共聚物作为油井水泥缓凝剂的研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主原料，与衣康酸(IA)在引发剂作用下进行共聚合反应，得到了IA/AMPS共聚物。实验考察了反应条件对产物性能的影响，确定出最佳合成方案；探讨了缓凝剂作用机理，采用IR研究了共聚物的结构。结果表明：单体配比、引发剂用量、反应温度对产物的缓凝性能有很大影响，三者之间存在最佳值。合成的共聚物对水泥浆有优异的缓凝性能，能显著延长水泥浆的稠化时间，并对水泥浆具有良好的分散减阻作用，能够广泛应用油田固井水泥浆体系。     

钢粒冲击岩石破岩效果数值分析

为了分析钢粒冲击岩石的破岩效果,应用动力瞬态非线性有限元方法,建立球形钢粒冲击岩石的计算模型,并对其破岩过程和破岩机制进行分析.钢粒冲击岩石的理论最优粒径为0.1～0.3 cm、冲击速度为100～250 m/s、入射角为0°～20°.室内钢粒冲击岩石试验结果表明:加入钢粒后岩石的冲击破碎体积是不加钢粒的4倍多;在常规钻井机械水力联合破岩的基础上,加入钢粒会大幅度提高硬地层的钻井速度;试验验证了数值模拟的正确性.     

高压水射流与机械联合作用处理堵塞油管

在油田开发过程水泥浆堵塞油管现象时有发生。传统的处理方法是将这些堵塞的油管报废,结果造成很大的浪费。在系统研究高压水射流流动规律和动力特性基础上,深入分析了水力与机械联合破岩机理,根据不同使用条件和适用对象,对水射流参数进行了调整,对钻头切削齿和喷嘴布置进行合理的设计。首创了一种高压水射流处理水泥堵塞油管新技术,设计制造了清洗堵塞油管专用设备和工具,现场实验取得了突破性进展。     

油井水泥缓凝剂乙二胺四亚甲基膦酸盐的研制与应用

针对深井固井高温环境下水泥浆稠化时间和抗温性能难以满足现场施工的问题,研制了一种抗温抗盐缓凝剂乙二胺四亚甲基膦酸盐(EDTMP),考察了EDTMP的热稳定性、高温缓凝性能、抗盐性能、配伍性能以及其对水泥石抗压强度的影响.将EDTMP与其他缓凝剂作了对比,探讨了EDTMP的缓凝机理,并进行了现场试验.结果表明,EDTMP可抗170℃的高温,加量少,稠化时间可调,过渡时间短;对NaCl不敏感,对水泥石抗压强度无影响,与其他外加剂有很好的配伍性;EDTMP稠化曲线较理想,没有出现稠化曲线不稳定和水泥浆性能不稳定的现象.该缓凝剂能较好地适应高温环境、盐膏层和长封固段,现场试验取得了很好的效果.