摘要：为了降低钻进过程钻柱与井壁间的摩阻,有效改善托压、卡钻现象及提高有效钻压,设计了一种流体附壁自激式水力振荡器,其可使钻柱发生周期性轴向振动,改变钻柱与井壁间的摩擦形式,提高作业效率。通过理论分析和数值模拟方法阐述了装置原理,利用理论力学分析和Matlab编程方法建立轴向振动工况下管柱摩擦力数学模型;采用有限元数值模拟方法对振荡器进行参数敏感性分析,利用全尺寸物模试验对不同排量下装置的振动特性进行实测分析,并在连续油管加深钻进工程应用中验证了装置的振动减阻效果。结果表明:进出口比对装置入口压力的变化较为敏感,振荡腔腔长和排量对装置入口压力及频率均较为敏感;进出口比和排量的变化对减阻效率影响明显,进出口比与减阻效率呈负相关,排量与减阻效率呈正相关;装置入口压力极值、幅值随排量增大呈增长趋势,装置轴向振动位移幅度与泵注排量呈正相关;该装置可使连续油管钻井进尺速度提高128.6%,提速效果明显。研究结果可为流体附壁自激式水力振荡器的工业化应用提供依据。

摘要：以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主要反应单体,甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵为疏水单体,采用水溶液聚合法合成了一种新型疏水缔合聚合物,适宜的反应条件是:反应温度50℃,单体质量浓度20%,疏水单体加量1.3%(物质的量分数),引发剂加量0.2%(以单体质量计),pH值为7。对聚合物的结构进行了表征,评价了聚合物溶液的性质。结果表明:聚合物结构与设计的分子结构一致;聚合物在170s-1下剪切2h后黏度保留率为78.2%;临界缔合质量浓度为0.4g/dL;90℃黏度保留率为61.2%;抗盐效果一般,NaCl加入量为0.5mol/L时,黏度保留率为38.2%。

摘要：为满足斜直水平井修井作业需求和验证斜直井作业工艺参数,研制了XXJ20Y电动斜直井修井机。介绍了修井机的主要结构和原理,提出将油管作业空间由后端移至机身内的思路。创新对中方法和油管运移及摆放路线,设计相应的整机对中结构、井架结构和抓管、移管、排管结构。应用Pro/E和ANSYS Workbench 15.0等主流分析软件对井架和底座等关键零部件进行了三维建模和强度校核。该修井机进行了小规模的试验应用,达到了较高的自动化水平,操作手1人就可完成管柱起下作业,配合人员大幅减少,安全性提高;利用井场电源驱动,尾气零排放、噪声低,绿色环保;优化了油管运移结构及流程。该修井机的研制可为斜井修井机、电动修井机的研制和常规修井机的自动化改造提供借鉴。

摘要：为了提高附壁脉冲射流喷嘴结构的可靠性,针对某一超深油井井下附壁射流喷嘴,采用中心复合响应面设计与数值模拟方法,以反馈通道直径、附壁夹角和出口直径为优化变量,以射流的压力脉动幅值为优化目标,开展了喷嘴结构的优化设计。通过试验与数值模拟结果对比,验证了数值模拟方法的可靠性。对响应面结果的拟合回归方程、三维立体图和等高线进行了分析,分析结果表明,出口直径的变化对响应值压力脉动幅值的影响最为明显,较小的出口直径能够获得更大的压力脉动幅值。基于响应面分析结果,得到了优化的附壁脉冲射流喷嘴结构。对优化得到的附壁脉冲射流喷嘴内流场开展数值模拟分析,得到其脉动幅值为0.308 MPa,与响应面模型预测值非常接近,进一步验证了采用中心复合响应面法优化得到的附壁脉冲射流喷嘴结构的可靠性。研究方法与结果可为类似结构的优化设计提供参考。

摘要：针对用常规管柱打捞连续油管作业效率低、风险和施工强度高等问题,在调研连续油管作业技术现状的基础上,提出了连续油管打捞连续油管的思路,针对现场技术需求研发了专用打捞工具。通过模块化结构设计,在专用打捞工具中集成了鱼顶旋转引入、鱼顶检测、鱼顶抓获及剪切等功能机构,使其能够适应连续油管打捞连续油管的工况。模拟计算和室内试验证明,专用打捞工具的性能达到了设计要求。该专用打捞工具在塔里木油田X–1井φ88.9 mm生产管柱内进行了13次打捞连续油管的作业,累计捞获井内严重遇卡的φ38.1 mm连续油管2 851.87 m,捞获率100%,作业效率是常规管柱打捞作业的4倍,验证了专用打捞工具性能的稳定性。研究结果表明,连续油管专用打捞工具能够满足打捞连续油管的要求,可提高打捞连续油管的成功率和作业效率。

摘要：利用流体附壁效应,结合涡流能量转向冲击和反馈通道强制转向原理,研制出一种新型井下自激脉冲射流增能装置.采用控制变量法对装置的结构参数进行数值模拟,分析了不同结构和运行参数下脉冲射流的冲击特性,并制作样机,进行室内试验.研究结果表明:进出口直径比为0.71~1.18时,形成的脉冲效果良好,随着进出口直径比的增大,脉冲频率呈增大趋势,脉动压力振幅则呈现下降趋势,最大压力振幅为10.20 MPa;随着分流板喷距的增大,脉冲频率呈先增大后减小趋势,脉动压力振幅呈先减小后增大趋势;随着反馈通道截面比的增加,脉冲频率逐渐增大,而脉动压力振幅基本保持不变;涡流换向圆直径的变化对脉冲频率和脉动压力振幅影响较小;脉冲频率随来流雷诺数的增大而增大,雷诺数大于3.56×10^(5)时频率基本不再增大,但脉动压力振幅随来流雷诺数的增大而不断增大.