基于正交试验的气密特殊螺纹油管接头密封性能研究

开发深海油气需要钻探大量超深井、大位移井,井下油管需要承受水下复合载荷的综合作用,这对气密特殊螺纹油管接头的密封性能提出挑战。以?99.25 mm×6.45 mm气密油管特殊螺纹接头为研究对象,以密封面最大接触压力为考核指标,依据ISO 13679标准A系试验载荷包络线对正交优化试验结果进行密封性能分析。分析结果表明：密封面最大接触压力影响因素敏感性由大至小的顺序为：密封面角度>扭矩台肩角度>螺纹承载面角度>螺纹锥度>螺纹螺距;气密特殊螺纹油管接头参数最优组合为密封面角度10°、扭矩台肩角度-12°、螺纹承载面角度12°、螺纹锥度1∶18、螺纹螺距4.8 mm;优组后油管接头在ISO 13679标准A系试验载荷下各加载点密封性能良好。所得结果对气密特殊螺纹油管结构的进一步优化设计具有指导意义。     

5Cr套管钢在不同CO2分压下高温高压腐蚀特性研究

为了研究5Cr套管钢在不同CO₂分压下的腐蚀特性,进行了5Cr套管钢高温高压腐蚀失重和高温高压电化学试验,并采用XRD、SEM和EDS等手段对其腐蚀产物进行微观分析。结果表明,在高温高压腐蚀环境下随着CO₂分压从低到高,其表面点蚀坑的深度和直径均无明显变化,而点蚀速率则出现逐渐减小的趋势;其腐蚀产物膜由Cr(OH)₃、FeCO₃和CaCO₃共同组成,且随着CO₂分压的升高Cr的富集量逐渐增加;在电化学测试中,随着CO₂分压的不断升高,5Cr套管钢表现出半钝化特征,产物膜逐渐增厚且致密,且极化电阻逐渐增大,阳极反应受到抑制,电化学反应阻力增大,其抗局部腐蚀能力不断提高。     

半潜式钻井平台内波工况定位能力

采用MOSES软件建立动力定位半潜式钻井平台分析模型,在时域内模拟平台在钻井作业过程中遭遇内波作用的耦合动力特性,分析平台在不同流速内波作用下的定位能力,并对动力定位系统的关键因素进行敏感性分析。研究结果显示：在同等环境载荷强度下,平台在船宽方向出现最大偏移;当内波流速小于1.0 m/s时,平台可基本满足钻井作业的定位要求,而当内波流速达2.0 m/s时,平台出现大幅值的水平偏移和倾角,需要解脱隔水管系统;提升推进器推力和增加推力敏感因子都有助于提升平台的抗内波能力,但都无法明显减小平台的水平偏移。因此,在遭遇高流速内波作用时,推荐平台撤离或调整船体首向。     

燃烧离子色谱法测定α-烯烃齐聚反应体系中催化剂BF3的含量

BF₃作为α-烯烃齐聚反应催化剂,其含量控制对催化反应的调控与产品质量的把控至关重要。通过建立样品前处理方法、优化仪器测试条件与标准溶液配制方法,建立利用燃烧离子色谱测定BF₃·醇催化的α-烯烃齐聚反应体系中F元素含量,进而计算出BF₃含量的方法,并考察了方法的重复性和准确性。结果表明：利用该方法可测定BF₃质量分数范围为2.68～53.50 g/kg的样品,前处理时适量的正丁醇和白油可有效稳定和稀释样品;测定稀释样品中F元素含量的标准曲线分为2段,线性范围分别为300～2000 mg/L和2000～3000 mg/L,线性相关系数R²分别为0.9992和0.9940;测定5次BF₃质量分数结果相对标准偏差均小于5%,方法加标回收率在95.0%～105.0%之间,方法检出限取决于前处理时的取样量,当取样量为5 g时,检出限为1 mg/kg。     

凝胶法制备Cu-BTC块体及其吸附脱除二甲基二硫醚性能

金属有机骨架材料Cu-BTC具有高孔隙率、易调控的骨架结构以及含过渡金属等特点,是吸附脱除硫化物的优异材料。采用凝胶法在常温条件下制备块状样品Cu-BTC-g,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、N₂吸附-脱附等手段对其进行分析表征,同时测定Cu-BTC-g样品对模型硫化物二甲基二硫醚(DMDS)的静态吸附容量、吸附热力学和动力学特性。结果表明：凝胶法制备的Cu-BTC-g样品晶体平均尺寸约为0.2μm、比表面积为901 m²/g、孔体积为0.40 cm³/g,晶体尺寸、比表面积和孔体积均小于溶剂热法合成的样品Cu-BTC-s;在吸附温度298 K下,Cu-BTC-g样品的DMDS吸附容量为110.8 mg/g,比Cu-BTC-s样品提高12%。     

MOF-199固载过氧化磷钨酸盐催化剂的制备及其在柴油脱硫中的应用

采用简易的原位合成法合成了过氧化磷钨酸盐(TBA)₃PW₄封装于MOF-199孔道内的固载型催化剂(TBA)₃PW₄@MOF-199,借助电感耦合等离子体(ICP)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、场发射扫描电子显微镜(SEM)及N₂吸附-脱附等温曲线(BET)等分析手段对催化剂样品(TBA)₃PW₄@MOF-199的组成、稳定性及形貌进行了表征。采用含苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT) 4种硫源的多组分模拟柴油与萃取剂组成的液-液双相系统,以双氧水为氧化剂,对催化剂的脱硫活性进行了探究,并探讨了催化剂用量、氧化剂用量及反应温度对脱硫效率的影响。结果表明：在最佳反应条件(反应温度70 ℃、催化剂(TBA)₃PW₄@MOF-199用量40 mg、H₂O₂用量0.26 mmol、模拟柴油体积0.75 mL及萃取剂［Bmim］PF₆体积0.75 mL)下,催化剂(TBA)₃PW₄@MOF-199的脱硫效率可以在80 min内达到99.9%,同时重复使用8次,脱硫效率仍保持在91%以上。该催化剂优异的催化脱硫活性及稳定性使其在工业应用上具有一定的前景。     

超高分子聚合物驱提高高盐稠油油藏采收率机理及现场应用

针对常规聚合物(部分水解聚丙烯酰胺HPAM)无法满足高盐稠油油藏采收率要求的问题,以胜坨油田二区东三4砂组高盐稠油油藏为研究对象,实验结合数值模拟分析了超高分子聚合物驱和常规聚合物驱的提高采收率机理。研究表明,超高分子聚合物黏度、黏弹性,耐盐性以及高温下的稳定性均优于常规聚合物,采用超高分子聚合物驱油更容易实现活塞驱油;相比于常规聚合物,分子间排列更加致密且互相缠绕,分子间缔合作用力远大于常规聚合物,表现出很强的抗盐、抗拖拽能力,具有很强的调剖能力;CMG数值模拟结果表明,采用超高分子聚合物驱提高东三4砂组油藏采收率具有见效早、降低含水率效果好的优点。对于东三4砂组油藏,采用超高分子聚合物驱(DQ-3500)相对于常规聚合物驱(8^#HPAM)采收率提高了1.74%。该研究成果对于采用超高分子聚合物驱提高高盐稠油油藏采收率的推广应用具有重要意义。     

■241.3 mm井眼等井径膨胀管封堵技术研究与评价

等井径膨胀管可作为临时套管为深部复杂地层构建临时井壁,实现复杂地层无内径损失的机械封堵作业,封堵后仍保持原有井身结构,为深井安全穿越复杂地层提供一种新的技术方案。文章在介绍等井径膨胀管系统的结构设计和技术原理基础上,重点从膨胀管材优选及应力分析、膨胀螺纹结构设计和变径膨胀锥优化设计三方面对系统关键技术进行研究,通过室内性能评价和全过程井下试验,验证了系统的功能和工艺的可行性。现场应用时,井下电视影像显示：等径膨胀后管体及螺纹仍具有良好的完整性和密封性,内径达245 mm,作为临时技术套管封堵地层,满足■241.3 mm钻头安全下入及钻井服役要求,为复杂地层等井径封堵应用奠定了基础。     

高温-超压-高CO2背景下致密砂岩储层成岩作用特征——以莺歌海盆地LD10区新近系梅山组-黄流组为例

利用薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光及碳氧同位素分析等手段,对莺歌海盆地LD10区新近系梅山组-黄流组高温-超压-高CO₂背景下的储层成岩作用特征及其对孔隙的影响进行了系统研究。研究结果表明: ①莺歌海盆地LD10区新近系梅山组-黄流组储层发育重力流沉积,岩性以中-细粒长石岩屑石英砂岩为主,储层物性以特低-低孔、特低渗特征为主。②压实、胶结和溶蚀作用是研究区主要的成岩作用类型。超压对黏土矿物的转化及石英次生加大具有明显抑制作用,并在一定程度上保护了原生孔隙。富含CO₂的高温流体不仅造成了黏土矿物的异常转化,同时促进了溶蚀作用发生,增加了次生孔隙。③研究区黄二段储层的成岩演化序列为: 菱铁矿胶结→石英次生加大→绿泥石胶结→长石淋滤溶蚀→高岭石形成→早期方解石胶结→早期白云石胶结→长石溶蚀→方解石溶蚀→伊利石大量生成→晚期铁方解石、铁白云石形成。④总体上,压实作用使孔隙度减少了45.30%～62.93%,胶结作用使孔隙度减少了1.65%～35.01%,溶蚀作用使孔隙度增加了0.72%～8.00%。其中,黄流组中下部砂岩储层受到了超压保护和CO₂溶蚀作用的双重影响,物性较好,钻井过程中应考虑高CO₂风险。     

多线圈耦合WPT系统效率优化控制策略研究

针对多耦合无线电能传输(WPT)系统存在的高传导损耗现象,提出了一种基于扰动观测法的多线圈耦合WPT系统最大效率跟踪控制策略.此处首先建立了多耦合WPT系统等效电路模型,在系统谐振的情况下,分析了系统整体传输效率与源端电压有效值之比的关系;再根据系统效率模型,以系统效率最优为目标,通过比例积分(PI)闭环实现副端恒功率控制,采用扰动观测法配合移相控制实现源端等效阻抗匹配,最后搭建了基于碳化硅器件的WPT样机模型,实验证明所提方法在不需要源、副端通信的情况下,可以实现多耦合W盯系统的最大效率跟踪控制.