触针式轮廓仪弹性测量杆的设计

针对传统的触针式轮廓仪杠杆式测量杆的转动支点由于滚动体跳动容易引入随机误差的问题,提出并设计了一种基于弹性变形理论的轮廓仪测量杆。利用高精度电容传感器测量测量杆的弹性变形量,然后利用悬臂梁的挠曲线公式求出触针针尖的位移量从而得到待测面的微观不平度信息,消除了杠杆式测量杆引入的随机误差,进一步提高了粗糙度测量精度。     

超深水平井尾管悬挂器下部环空压力预测及其应用

超深水平井多封隔器分段改造作业过程中,井筒温度下降造成尾管悬挂封隔器下部环空压力下降,易造成尾管悬挂封隔器、下部分段改造封隔器和油管柱失效。针对典型分段改造水平井井身结构,开展分段改造过程中尾管悬挂封隔器下部环空压力变化的影响因素和潜在后果分析,综合考虑油管柱鼓胀效应引起的环空体积变化、井筒压力温度变化引起的环空流体体积变化和井筒温度变化引起的油管柱体积变化对尾管悬挂封隔器下部环空压力的影响,建立了尾管悬挂封隔器下部环空压力变化预测模型。以塔里木油田一口超深水平井为例,开展了分段改造过程中尾管悬挂封隔器下部环空压力预测,并在此基础上开展了封隔器和改造管柱力学分析。分析结果表明:超深水平井分段改造过程中,由于井筒温度场急剧下降,尾管悬挂封隔器下部环空压力相对坐封工况将发生大幅下降,从而给改造管柱和封隔器带来非常大的失效风险,超深水平井分段改造管柱设计过程中必须充分考虑该因素。     

油管特殊螺纹接头密封及安全综合性能评价

为研究井下复杂工况对油管特殊螺纹接头的影响,利用Abaqus有限元软件建立螺纹接头有限元模型,在一定径向和轴向过盈量下模拟初始螺纹上扣状态,在不同轴向载荷、内压和温度下分析油管特殊螺纹整体结构完整性以及密封性能,并提出整体密封、局部密封性能指数以及综合安全性能评价方法。结果表明：在不同工况条件下特殊螺纹接头Mises应力和接触压力呈现凹型分布趋势,首尾以及最后一扣退刀槽位置是应力相对集中的薄弱部位;温差增大导致接头结构热胀冷缩变形应力水平有明显提高,内压以及轴向载荷增加使整体密封性能有所提高但台肩局部密封性能存在差异;接头使用螺纹脂提高了螺纹接头整体及局部的密封和安全性能;内压越大温度越高接头安全性越低;螺纹在拉伸载荷工况下整体安全性能有所提高,但局部台肩结合处出现分离致使安全性有所下降;在压缩工况条件下螺纹整体安全性有所上升,但受螺纹结构与抗压缩性能影响,超过一定载荷安全性能反而下降。     

基于黏结-滑移摩擦模型的304不锈钢切削力仿真研究*

通过预测加工304不锈钢时产生的切削力,从而对切削参数和刀具几何参数进行优化,是提高304不锈钢的加工精度、切屑控制及保障刀具寿命的基础。建立304不锈钢切削仿真模型,为提高模型的精确性,选择Johnson-Cook本构方程和黏结-滑移摩擦模型。结果表明：采用黏结-滑移摩擦模型的切削力预测结果更为准确,表明相对于纯剪切摩擦与库仑摩擦模型,黏结-滑移摩擦模型能更准确地描述刀-屑摩擦特性。展开不同参数下的切削力研究,研究发现：切削力随着刀具前角、后角和切削速度的增大而减小,随切削刃钝圆半径和切削厚度、宽度的增大而增大,其中切削宽度、厚度及前角对切削力大小影响较大。研究结果为304不锈钢切削效率的提高和切削机制的研究提供了理论依据。     

高温高压深井多封隔器分段改造管柱优化设计

针对水平井多封隔器高强度分段改造作业引起的管柱失效事故频发问题,充分考虑多封隔器分段改造井油管内流动和井筒传热特点,建立了井筒温压场精细预测数学模型;同时考虑封隔器间环空压力的各影响因素,建立了封隔器间环空压力瞬态预测数学模型,结合封隔器管柱强度校核理论,形成了一套多封隔器分段改造管柱设计方法。以一口高温高压深井为例,应用建立的设计方法开展了多封隔器分段改造管柱力学分析和优化设计,计算结果表明,井筒温压场的精细模拟和封隔器间环空压力的瞬态预测对多封隔器分段改造管柱设计至关重要。研究结果对多封隔器分段改造技术在高温高压深井中的推广应用提供了技术支撑。     

聚能射流参数的工程化函数研究

为了分析药型罩锥角、壁厚及炸药参数对聚能射流性能的影响规律,利用AUTODYN对射流形成过程及参数进行了数值模拟。结果表明,射流头部速度随锥角及壁厚的增加而减小,随炸药爆速的增加而增加;射流半径随药型罩壁厚和锥角的增加而增加。并拟合得到了射流头部速度和射流半径的工程化函数,利用该工程化函数可以快速估算聚能射流的性能参数。     

火电厂煤场钢结构有限元设计输出图的规范化研究

为了消除火电厂露天煤场对环境的影响,要求对火电厂煤场进行封闭改造。火电厂煤场的封闭改造采用大型钢结构。通过有限元分析软件对大型钢结构进行结构优化设计后输出的图形不能满足施工图要求。应用AutoLISP编程实现对有限元软件输出的AutoCAD图形自动规范化处理,免除了繁重的手工修改工作,缩短了MIDAS输出图形的后期处理时间,提高了大型钢结构设计的工作效率。     

塔中志留系储层重复改造选井和产能预测方法

塔中志留系低孔、低渗特低渗储层物性差,自然条件下油气产能低,实施酸压和加砂压裂改造后,油井初期增产效果十分明显,但产量下降较快,有效期短,采出程度低。重复改造是主力油田进入中高含水期后老井挖潜和提高采收率的重要治理措施,由于影响重复改造效果的因素较多,重复改造选井存在着诸多不确定性和复杂性,因此采用灰色关联理论研究了塔中志留系低渗透砂岩储层重复改造效果的影响因素及其影响程度,采用多元回归法建立了产能预测模型。利用产能预测模型对塔中志留系低渗透砂岩储层8口井进行了产能预测,结果表明预测产能与实际产能的相对误差仅为7.79%,处在工程允许的误差范围内。塔中志留系储层的现场实践也表明,运用该方法选择的重复改造井压后增产3.0倍,稳产时间增长80天。该方法能够为低渗透油气藏的重复改造选井提供参考和借鉴,达到提质增效的目的。     

川东北高压高产气井完井测试工艺优化研究

针对川东北高压高产气井测试面临的问题,以整个测试作业安全、高效完成为出发点,对川东北高压高产气井测试工艺优化技术开展深入研究,研究内容包括测试方式、井口装置、地面流程设备、测试管柱的选型和优化,形成了一套适合川东北高压高产气井安全、优快、经济的完井测试配套技术.研究成果在川东北高压高产气并测试作业中的推广应用结果表明:测试成功率从77％提高到100％,有效提高了高压高产地层测试工程的设计和施工的科学性和准确性,为川东北地区三高气井测试作业的安全、高效提供了技术保障.     

深层气井封隔器胶筒力学行为仿真

以深层气井测试作业过程中常用的RTTS封隔器为对象,采用ANSYS软件建立了封隔器胶筒非线性材料大变形接触问题的力学模型,开展了坐封后胶筒的受力与变形规律研究,并对影响封隔器密封性能的各种结构参数和材料参数进行了敏感性分析。分析结果表明,胶筒高度越高、胶筒硬度越小,越易坐封;胶筒厚度越小、胶筒高度越高、胶筒摩擦因数越小,胶筒与套管间接触力越大。需要特别指出的是,存在一个胶筒坐封最容易的中等厚度,存在一个胶筒与套管内壁接触力最大的胶筒硬度,随着摩擦因数的增大,胶筒与套管内壁间接触力减小,摩擦力增大。