无节流自助解封封隔器设计

采用扩张胶筒的K344封隔器和压缩胶筒的Y241封隔器,不能满足大规模分层压裂施工中下入安全、密封可靠与管柱易起出等要求。为了解决此问题,研制出一种无节流自助解封封隔器,该封隔器采用了压缩胶筒、无节流坐封和弹簧自助解封机构等技术。经过现场试验,验证了此封隔器安全可靠性及实用性。     

特大井喷H2S扩散的数值模拟分析

含H2S气体的高压井喷是一个非常复杂的扩散问题,涉及多组分气体的混合、运移、扩散、气象条件以及复杂的地形空间影响。为此,采用可行的计算流体动力学（CFD）对这一复杂的大空间流场问题进行了数值模拟研究,根据重庆开县特大井喷事故现场三维地貌等高线数据建立了井喷H2S扩散的CFD流场计算的有限元模型,结合当时气象条件,用Fluent软件的UDF功能编写了边界间歇风速的函数,数学模型中采用了适合于预测大气流动的大涡模拟运动方程,将CFD有限元模型和建立的数学模型用Fluent软件的解算器,对H2S气体的扩散和运移规律进行了详细的数值模拟研究,获得了H2S气体在该井场周围山谷地形的积聚、运移规律以及风向对气云扩散的影响,获得了H2S和CH4两种气体扩散的时空分布云图。模拟结果和事故现场调查结果一致。     

Na助剂对负载型Co2C基FTO催化剂构效的影响

负载型催化剂具有活性组分分散度好、机械强度高等优点,在工业中应用广泛.围绕合成气经费托路线直接制备烯烃(FTO),本工作详细研究了Na助剂对SiO2负载型Co2C基催化剂构效关系的影响,发现随着Na含量的提高,CH4选择性降低,烯烷比(物质的量之比)提高,烯烃选择性上升.结构表征表明:Na助剂的添加可有效调控SiO2载...     

基于VSP资料的地层压力预测

讨论了复杂地质条件下利用VSP（垂直地震剖面）资料预测地层压力的原理和方法。该方法主要利用VSP资料下行波的初至时间,直接测量出地震波在垂直方向上的旅行时和速度随深度的变化,进而计算出地层层速度;然后基于等效应力原理和地层压实平衡原理建立地层正常压实趋势线,最后采用等效深度法预测出地层压力。对塔里木油田群库恰克构造带群4井、群5井和群6井的VSP资料进行了分析,采用直线法求得每口井的地层层速度,利用等效深度法对3口井进行地层压力预测。预测结果表明利用VSP资料来预测地层压力精度高、误差低,对研究该领域或该区块地层压力具有重要的指导意义。     

川东北高压、高产、高含硫气井测试地面流程设计

川东北高压、高产、高含硫气井在测试过程中,由于地面流程设计不合理,地面管线、管汇设备刺漏以及天然气水合物堵塞等问题严重。目前关于这方面的研究很少,仅有的设计方法也只是针对一般气井,而用于高压、高产、高含硫气井地面流程设计结果偏差很大。因此,基于质量、动量、能量守恒原理和比焓梯度方程,建立了描述天然气管流压力、温度分布的预测模型。在此基础上进行管汇台选型及流程级数优化,考虑高压、高含硫气井的特点,针对含抑制剂和不含抑制剂两种工况建立了水合物形成条件预测模型,并进行水套炉的优化选型。以元坝1-侧1井为例进行地面流程设计,对不同产量下井筒温度分布以及水合物生成的压力、温度条件进行预测。现场应用表明,设计的地面流程完全能满足测试要求,设计方法可在高压、高产、高含硫气井测试中推广使用。     

气体钻井中气体携岩对钻杆的冲蚀机理研究

气体钻井中气体携岩冲蚀钻杆是引起钻杆快速失效的主要原因之一。基于此,文中采用计算流体动力学(CFD)方法建立了圆形规则井眼、钻杆居中情况下的高速气体携岩冲蚀钻杆的两相流模型。通过对环空气体流场、钻杆表面冲蚀速度和岩屑颗粒对钻杆的冲蚀过程及其运动轨迹的分析后发现,与钻杆接头斜坡碰撞的岩屑颗粒对钻杆有冲蚀作用,最大冲蚀速度发生在钻杆接头斜坡面上,其次在公接头以上0.2～1.8m长度范围内的钻杆本体表面上。这些区域可能形成严重的冲蚀坑,也可能出现微裂纹,在受到钻井过程中的弯、扭、拉等动载荷联合作用下可能发生裂纹扩展、失效现象。     

水平井固井质量对套管变形影响分析

针对某井区深井X-1h井中出现的套管变形损坏问题,对比分析了压裂段固井质量与套损位置关系,基于现场数据,建立了套管-水泥环-地层力学耦合模型,分析了套管-水泥环界面胶结失效后形成微间隙的大小、水泥环破坏后的缺失角度以及水泥环缺失方位对套管应力和变形失效的影响。研究结果显示：固井质量不佳对套管的应力及变形失效有显著影响;套管-水泥环界面过大的微间隙会由于套管在内压作用下的鼓胀效应而放大内压的作用;当水泥环缺失角度在45°～60°区间时,套管Mises应力最大,超过套管材料最小屈服强度;当水泥环缺失方位与井周最小主应力方向一致时,套管应力集中最明显,略大于套管材料的最小屈服强度,套管局部发生塑性变形失效。研究结果可为现场固井作业施工提供一定的指导。     

锻铣工具活塞力在套管锻铣中的作用分析

为了优化套管锻铣工具结构,对活塞及刀体等核心机构的作用力传递关系进行充分分析,采用理论计算及有限元仿真两种计算方法,建立了活塞推力与单翼刀体和套管之间接触力的定量关系公式,并分析了活塞推力对套管局部屈服的影响。结果表明,随着活塞上的压力不断增加,接触反力和施加的活塞推力是线性关系,两者比值约为1:3,并且活塞推力对套管材料局部屈服的影响并不明显,在套管锻铣工具设计中,优先选择合适的节流喷嘴,使产生的活塞载荷能够确保工具在套管上不打滑即可,然后在转矩和钻压作用下,刀体就可切削套管。该研究为套管锻铣工具后续节流喷嘴尺寸的选择、工具施工参数的优选提供了理论依据。     

套管钻井中套管屈曲变形的有限元分析

针对套管钻井过程中套管易发生屈曲变形问题,进行了有限元分析。结果认为当钻压为117.68kN,井斜角逐渐增大时,井斜平面内的套管屈曲变形逐渐趋于正弦曲线,并且由于重力的侧向分力增大,套管与井壁接触的压力和区域增加,加剧了套管磨损。当井斜角为3°,钻压较小时套管基本上平躺在下井壁,钻压增大时套管与井壁的环空间隙小,限制了套管的屈曲变形,但接触力的增大也使套管磨损加剧。解决套管磨损的方法有2种一是在管柱底部连接厚壁套管;二是在套管柱上安装刚性扶正器。     

ZnO纳米带梳的制备及生长机理的研究

采用化学气相沉积(CVD)法成功制备出ZnO纳米带梳,实验过程不需要催化剂.X射线衍射仪(XRD)分析结果表明,ZnO纳米带梳为高度结晶的六方纤锌矿结构;利用扫描电子显微镜(SEM)观测,所制样品是由纳米带组成梳状形貌,纳米带梳的形成经过两个步骤:先通过VS机制形成微米带,而梳的齿通过自催化生长平行于(0001)极性面形成.对样品的光致荧光(PL)谱测量发现了位于～395nm和495nm处的室温光致发光峰.