偏磨套管破裂强度三维弹塑性有限元分析

为了更真实地模拟套管在内压下的破裂过程及影响因素,基于弹塑性大变形理论,建立套管三维有限元模型,对偏磨套管的破裂问题进行了研究。结合实验数据,提出了新的判断套管破裂的强度准则,给出了“月牙形”模型中偏磨率和“偏心筒”模型中偏心率的关系,并讨论了偏磨半径和偏磨率对偏磨套管破裂强度的影响。结果显示,套管内壁应力达到极限强度作为套管破裂的强度准则较为准确;偏磨半径对套管破裂强度影响较小;破裂压力随偏磨率的增加近似呈线性下降。研究结果可为套管柱设计提供理论支持。     

空气钻井中颗粒对排气管的冲蚀分析

空气钻井中,携带岩屑颗粒的高速气体对管柱、尤其对地面的排气弯管会造成严重的冲蚀。利用CFD软件计算了90°弯角的排气管中气体的压力和速度分布,仿真了弯管中颗粒的运移轨迹,对比了不同弯角下颗粒对排气管的冲蚀速率,定性地分析了岩屑颗粒对排气管的冲蚀规律。结果表明,在弯管外侧壁面的气体压力明显大于弯管内侧壁面,速度则体现相反规律 弯管外侧是最易发生冲蚀的位置 颗粒对弯管的冲蚀速率是随着弯角的增大而增大,但是在不同的弯角范围内,冲蚀速率的变化趋势不同,在20°～40°范围内冲蚀速率变化较缓慢,在100°～140°范围内冲蚀速率变化速度明显增加。     

调制式旋转导向系统对井壁作用力的描述方法和变化规律

对调制式旋转导向工具RCLD系统的导向力的形成机理进行了探讨.结果表明,RCLD系统的导向力的形成方式与第一代PowerDrive系统相比有其独特的优势,是一种更为合理的方式.当单个伸缩块在控制面作顺时针和逆时针摆动时,每次伸出对井壁施加的作用力均受到控制面摆动速度、高压阀孔圆心角、转盘转速的影响.给出了无约束条件下这些参数对作用力影响的计算模型和仿真结果.     

江苏油田三种典型钻具组合复合井导向力计算分析

结合江苏油田导向钻井技术现场试验中采用的三种典型的滑动导向钻具组合,在计算复合钻井导向力的基础上,探讨了两个主要因素对复合钻井导向力的影响规律,理论计算结果与现场试验结果基本吻合,通过设计钻具组合的结构和施工参数,可以提高井眼轨迹控制精度。     

基于实际井眼轨迹的有杆泵抽油系统泵工况诊断方法

井下泵工况的诊断是油田抽油杆系统的重要研究内容,根据基于实际井眼轨迹的抽油杆柱三维动力学振动方程,通过有限差分法进行时间和空间上的离散,并以实测近地面示功图为井下动态参数诊断的边界条件,迭代计算抽油杆柱任意截面一个周期内的载荷位移变化关系,实现对有杆抽油系统快速、准确的诊断,并利用井下实测功图数据来验证诊断结果的正确性。结果表明,利用本文方法诊断的泵示功图具有很好的精度,误差小于5%。     

石油钻柱的动态安全评价分析方法

在钻柱动力学模型的基础上,运用有限元法仿真模拟钻柱的动力学特性,计算钻柱动态应力,提出了钻柱动态安全判断准则,并计算了单扶正器钻柱和多扶正器钻柱的动态安全系数。结果表明:钻柱涡动特性直接关系到钻柱的动态安全,危险截面主要分布在中和点以下的下部钻具组合部分。合理地调整转盘转速和安放扶正器,可以降低钻柱的动态应力,提高钻柱的动态安全系数。钻柱动态安全系数能够反映钻柱井下运动情况,是衡量钻柱动态安全的重要指标。     

带可控偏心稳定器的下部钻具组合力学特性计算分析

大位移井井眼轨迹的自动控制十分重要,为此国内外都在研究各种井下自动可控的导向工具,可控偏心稳定器就是其中之一。在国内有关理论的基础上,对带可控偏心稳定器的下部钻具组合的力学特性进行了研究。结果表明,当偏心稳定器伸缩块的伸出量随意可控时,钻头上的造斜力随偏心距的增加而增加,随偏心稳定器安装位置的上移而减小,方位力则相反。造斜力随偏心方位角的变化规律近似为半正弦函数,而方位力的变化规律则近似为正弦函数。     

钻柱动力学研究及应用进展

石油钻井钻柱是石油工业中用量大、质量要求高的管材，处在充满钻井液的狭长井眼里工作，受力情况非常复杂。每年国内外都会发生大量钻柱失效事故，造成重大经济损失。在钻柱失效调研分析的基础上，阐明了钻柱失效的主要原因，指出了钻柱动力学研究的重要性，详述了国内外钻柱动力学研究的历史和最新进展，介绍了钻柱动力学研究的应用现状，分析了现存模型的优缺点和国内外研究的差距，总结了钻柱动力学的研究方法，强调了钻柱动力学研究急需解决的核心技术问题。现有钻具材质及结构条件下，减少钻柱疲劳破坏的最有效途径是根据钻柱的动态应力特征，优化钻柱结构和工作参数，使钻柱尽可能在低动态应力水平下工作。