摘要：中国石油化工股份有限公司承建的土耳其TuzGlü天然气地下盐丘储气库,需要将井眼由215.9mm扩至444.5mm,此类扩眼作业在国内外均属首次。在分析扩眼施工技术难点的基础上,利用先进的有限元和三维ProE软件对扩眼器进行了力学分析和优化设计,最终研制出了YK304-444.5液压式扩眼器。其结构组成和工作原理为：由本体、活塞总成、上下限位机构和切削刀翼等组成;依靠钻井液流经活塞上的喷嘴产生一定的压降,推动活塞下行张开3个扩眼刀翼,并由活塞上的支撑装置锁紧。采用新研制的扩眼器顺利地完成了UGS-6等井的扩眼施工作业,未出现工具损坏问题,扩眼后的井眼直径达到设计要求。同时还在实践中不断地完善了盐岩层的大井径扩眼作业技术,并优选出如下作业技术参数：1钻压应控制在30kN以内,以减小扩眼过程中的扭矩;2排量介于45~55L/s,转速介于60~70r/min;3在进行盐层扩眼时要求使用饱和盐水钻井液。

摘要：提出以地面预充氮气方法为主、井下增压方法为辅的随钻取样保真筒的设计思路,对其工作方式、取样参数优化方法进行讨论。取样筒中氮气腔的作用相当于储能气垫,可在一定程度上补充取样过程中因温度变化带来的压力损失,井下增压则是将样品尽快地压入样品腔,并进一步提高样品压力来弥补氮气腔无法提供的压力补偿。通过对取样保真筒工作方式的分析,引入非理想气体状态方程,根据取样流体泡点压力是否已知、现场应急取样等情况,对预充氮气压力、井下增压量和取样体积等保真参数的优化取值进行了推导和计算,同时分析了地面温度对保真参数的影响并提出了相应的校正方法。研究表明,地面预充氮气与井下增压随钻取样保真筒,可有效提高样品保真程度,地层流体样品到达地面时,可基本保证样品不发生物理相变现象,进而保证其具有在地层中原有的化学组分。

摘要：为了直接测量、准确获取岩心的含油饱和度,进行了石墨烯改性海绵取心工具的研制与试验研究。对常规海绵经石墨烯溶胶进行了浸渍、老化、超临界干燥等工艺改性处理,得到了石墨烯海绵材料。该海绵内部孔隙直径可调,常温下原油吸附量可达自身质量的80.5倍。在此基础上,设计开发了石墨烯改性海绵取心工具。采取预充海绵保护液和设置密封活塞方式对海绵材料进行防污染保护,通过室内试验确定海绵衬筒直径小于岩心直径0.6~1.0 mm,采用长条薄片压紧方式保护海绵内衬,使之同时满足了吸油和岩心进筒要求。通过与含油饱和度常规计算方法进行比较,确定了岩心含油饱和度的测量、计算方法。石墨烯改性海绵取心工具可在不影响取心收获率的前提下收集岩心逸出的原油,具有较好的推广应用前景。

摘要：目前用于浅层疏松地层的取芯工具,无论是采用机械加压还是采用液力憋压割芯的工具,都需要在取芯钻进过程中维持钻井液的循环。如此,一是极其疏松的岩芯会被钻井液冲走而不能进入取芯内筒,二是极其疏松的砂岩易造成堵芯,堵芯后地面无法判断,岩芯很容易被磨掉,取芯收获率普遍偏低,所取资料满足不了勘探开发的需要。为此,研究开发了一种新式的旋转插入式取芯工具,该工具采用特殊的结构设计,取芯作业时采用不开泵取芯施工,目前已完成了样机设计、加工及室内试验研究。旋转插入式取芯工具的研制可望对提高极疏松地层的岩芯收获率、获全获准地层资料、提升疏松地层取芯技术发挥一定的作用。

摘要：基于推力轴承滚动体在特制起伏轨道上滚动产生轴向振动的特性,研制了一种轴向振动冲击装置,通过与螺杆马达集成使用,具有旋冲钻井和螺杆+转盘双驱复合钻井的技术优点。装置的推力轴承结构由滚轮、滚轮支架和滚轮轨道组成,该结构分整个钻柱为轴向振动冲击部分和受冲击部分;滚轮轨道上端面均布凸轮齿(齿高9~17 mm),滚轮沿凸轮齿上升面滚动时,抬升钻柱振动冲击部分蓄能;滚轮沿凸轮齿下降时,振动冲击部分钻柱在钻压和自重作用下,由螺杆输出轴与冲击传动轴在接触面上产生冲击,两轴端面间距为冲程(比凸轮齿高度小4 mm)。以3 000 m中深井应用为基本条件,采用弹性杆模拟钻柱的方法,分析了装置冲击功和蓄能扭矩与钻压及冲程的关系,给出了冲程和钻压的取值范围,据此试制的样机,在冲击性能测试中,冲击力峰值达到钻压的2.2倍,在钻压20 k N,泵排量30 L/s条件下,装置寿命达到80 h。轴向冲击装置的研制达到了设计要求,初步具备工程应用的条件。

摘要：目前弯曲井眼中套管抗挤强度计算时没有考虑井眼弯曲的影响,无法确保固完井作业及生产过程中套管的安全。为此,根据弹性力学理论建立了井眼曲率和不均匀外挤力综合影响下的套管抗外挤强度公式。直接建立三维的套管模型,模型长度取10倍的套管外径,在套管的一端施加约束,另一端加弯矩来模拟井眼的弯曲。计算结果表明,在井眼曲率较大时,弯曲井眼中大尺寸厚壁套管抗外挤强度下降较为明显;理论计算的抗外挤强度通常小于模拟值,按照理论设计的套管是偏安全的,但不均匀度较大时需考虑模型计算的误差是否满足要求。

摘要：针对电缆式地层流体取样器大斜度井下入困难,井筒近井壁区域受钻井液滤液长时间浸泡污染等问题,研制了随钻地层流体取样工具。该工具可在井筒打开后短时间内,控制伺服电机-减速丝杠带动活塞往复运动,驱动探针缩、出密封井壁并自动进行流体的抽吸、存储,从而取得低污染率的地层流体样品。介绍了工具的系统组成和工作原理,对其控制系统、动力组件、取样组件和储罐系统等关键模块进行了设计,并通过现场试验验证了其工作可靠性。试验结果表明:研制的随钻流体取样工具满足?215.9 mm井眼的地层流体取样需求,并可实现地面系统与井下工具的信号传输和自动取样;工具耐温175℃,耐压140 MPa,一次入井可取样品4个,单个储罐容积500 mL,2回次6个取样点的样品平均污染率6.62%。该工具的研制可为随钻地层测试仪器的设计与应用提供技术借鉴。

摘要：在大斜度井中,轴向力传递通常成为问题。为了减少摩阻并实现轴向力的连续传递,最新的减阻技术是水力脉冲诱发轴向振荡钻井技术,为此开发设计了一种水力脉冲轴向振荡减阻工具。介绍了该轴向振荡减阻工具的总体结构及技术特点、关键零部件的设计加工、动力马达基本结构参数合理配比优化、盘阀过流面积模拟、花键心轴表面处理技术及计算机辅助设计分析、碟形弹簧组合设计计算等。室内及现场试验表明:该工具性能可靠,能够解决托压的问题,减阻提速效果明显。

摘要：随着我国新能源发电的快速发展,燃煤机组承担灵活性调节的任务艰巨,长时间变负荷运行将成为常态。本研究以宁夏区域不同类型机组为例,分析了燃煤机组负荷变化下的碳排放强度和碳排放量的特点,探讨了《2019-2020年全国碳排放权交易配额总量设定与分配实施方案(发电行业)》(以下简称“2019-2020年配额分配方案”)对机组变负荷运行碳排放的适用性,以及碳价对机组不同负荷下度电成本的影响。结果表明:2019-2020年配额分配方案中负荷(出力)系数修正系数设置基本合理。但当负荷率低于60%时,与实际排放量相比,负荷系数修正系数明显偏低,需要调整;随着碳价的提高和未来拍卖机制的引入,发电企业买碳成本或卖碳收益都将提高,当全部有偿分配拍卖碳价200元/t时,度电成本增加可高达46.09%~70.99%。可通过优化配额分配方案、调整发电策略来激励煤电机组的灵活性运行,降低电力系统整体碳排放水平。研究结果对于优化完善碳市场关键机制设计和燃煤机组运行策略具有重要参考意义。