摘要：为了提高钻井效率,减少钻井事故,采用套管钻井方式,本文设计了一种新型内卡式套管夹持器,基于夹持器结构及工作原理,完成夹持器夹持能力计算,研究表明:在其他条件不变的情况下,为了增大套管夹持器的夹持力,可适当增大套管的屈服强度,增加卡瓦长度和套管壁厚,增大卡瓦锥角及卡瓦与套管壁的摩擦角。在夹持过程中,卡瓦应力分布主要出现在卡瓦牙前端部位,且最大应力出现在卡瓦牙第一颗齿上面,在整个夹持和夹持工况下,卡瓦移动距离较小,套管以及锥套的强度满足要求。

摘要：川西雷口坡组超深大斜度小井眼井储层破裂压力高达170~180 MPa,受高交变载荷、井眼轨迹等因素影响,储层改造施工过程中易出现封隔器密封失效、卡瓦落井等问题。分析失效原因,明确了胶筒密封不足、缸体强度不足、卡瓦结构缺陷是导致封隔器失效的主要因素。优化胶筒结构为MESH结构提高密封可靠性,改进缸体设计使得缸体绝对承压由75 MPa增加到125 MPa,满足泵压120 MPa下改造要求,同时调整卡瓦与锥体距离,避免解封上提时在喇叭口位置发生挂卡。改进后的127 mm高温高压测试封隔器在川西超深大斜度井累计试验3井次,成功率100%。该封隔器及配套工具能满足超深大斜度井高破压含硫地层70 MPa或更高压差下改造及试气需求。

摘要：瓦努阿图的传统艺术沙画被联合国教科文组织列入人类非物质文化遗产。在这篇来自《科学美国人》法语版的文章中,作者通过实地调查,揭示了瓦努阿图沙画中隐藏的数学规律。维拉港是瓦努阿图的首都,我曾在这里的法语中学培训数学教师。2015年10月,在我的教学任务即将结束之际,校长找到我,邀请我一起喝卡瓦(kava)。这是瓦努阿图的一种传统饮料,由同名树木卡瓦胡椒(Piper methysticum)的根制成,具有放松的效果,有利于畅所欲言。

摘要：管道封堵机器人卡瓦在减速与坐封过程中易出现坐封失效和管壁损伤等问题。针对卡瓦在减速与坐封过程中出现的犁沟效应和硬接触现象,分析了卡瓦减速与坐封受力情况和管壁损伤因素;建立了卡瓦减速与坐封过程的有限元仿真模型,分析了卡瓦牙顶角、牙倾角、牙齿数等结构参数变化对其承压性能和管壁损伤特性的影响规律;采用多因素正交试验分析方法,获得了牙顶角、牙倾角、牙齿数关键结构参数组合最优的4种卡瓦;设计并搭建了卡瓦减速与坐封过程模拟实验,加工了4种最优组合结构参数卡瓦实物,完成了卡瓦减速坐封过程中与管壁摩擦的实验测试。通过仿真与实验所得卡瓦承压性能和管壁损伤程度结果对比分析,优选出卡瓦的最优结构参数组合为:牙顶角θ=65°,牙倾角γ=60°,牙齿数m=18。

摘要：封隔器卡瓦与套管的锚定效果直接影响到封隔器的坐封性能。当卡瓦嵌入套管时,会在套管接触面上形成咬痕,过大的嵌入深度有可能导致套管损坏、失效。为了确保卡瓦能起到良好的固定封隔器的作用,并且减少其对套管的损伤,采用滑移线理论、有限元法及与试验相结合的方法,研究了卡瓦锚定过程中的力学行为,计算了卡瓦嵌入套管的深度,并分析了卡瓦牙型角、倾角、内锥角及轴向载荷对锚定情况的影响,优选了结构参数。研究结果表明:①卡瓦齿面接触各齿的应力分布不均,会产生应力集中;②卡瓦牙应力随着齿数的增加而逐渐减小;③卡瓦牙嵌入套管的深度随载荷的增加而增加,随着齿数的增加逐渐减小;④在相同载荷下,卡瓦嵌入套管的深度随牙型角和内锥角的增大而减小,随倾角的增大而增大;⑤通过高温高压下的封隔器卡瓦锚定和坐封实验,套管上的卡瓦最大嵌入深度介于0.40~0.45 mm。结论认为,实验结果与有限元模拟结果吻合较好,由此证明了设计和分析的正确性和可靠性。

摘要：通过分析应急抢险卡瓦在油气井井喷抢险作业中的受力情况和工况条件,确定了双向锁紧式应急抢险卡瓦结构形式,在锥形自紧式卡瓦体结构的基础上,设计了手动锁紧结构,使抢险卡瓦总成受到的两个方向的力(上顶力和设备重力)均处于锁紧受控状态,建立应急抢险卡瓦有限元模型,结合实际作业工况,对抢险卡瓦受到的两个不同方向作用力的工作状态进行了有限元仿真分析,双向锁紧式应急抢险卡瓦为油气井井喷失控抢险作业提供了可靠保障。

摘要：永久式封隔器是页岩气开采过程中分段压裂的必备工具,其卡瓦结构直接影响封隔器的坐封性能。针对Y440型封隔器进行坐封、验封试验,工具在验封过程中存在下移情况,井下冲击与振动可能使工具下移加剧甚至滑脱、漏封。基于非线性显式动态分析方法,建立有限元模型,综合评估不同卡瓦牙型参数下卡瓦、套管的应力值、等效塑性应变、卡瓦滑移量。分析得出牙倾角20°、牙顶角75°、牙齿宽度8 mm、内锥角15°为相对最优的卡瓦结构。该文的研究工作为封隔器卡瓦的优化设计提供了科学依据。

摘要：在钻井过程中,震击器是解决卡钻事故的重要工具。为提高震击器的可靠性和寿命,该文以分瓣式卡瓦为研究对象,利用有限元软件详细分析了卡瓦解卡过程中的运动状态和应力分布。研究表明:由于卡瓦齿形的不均匀性,导致解卡过程中最大应力出现在卡瓦的第1齿齿根;在解卡过程中卡瓦中间齿与芯轴齿面无接触,仅卡瓦的首齿和末齿与芯轴齿面有接触;卡瓦变形以第3齿为中心形成弓形。研究结果为提高卡瓦的使用寿命和优化设计提供了理论基础。

摘要：利用模拟装置实现了卡瓦与套管在地面上的实验，使用电测的方法测量胀卡时套管外表面的应变．由实验数据获得计算网格节点处的应变，同时利用单位咬合力作用套管的有限元结果进行数值法计算，获得卡瓦各咬合齿对套管咬合力的分布，为卡瓦的优化设计提供了可靠数据．

摘要：针对石油钻井起下钻作业时 ,双吊卡或手提式卡瓦作业存在劳动强度大、工作效率低、安全性能差等问题 ,设计研制了一种利用压缩空气作为动力通过气缸上下动作实现卡瓦体自动升降的钻杆动力卡瓦 ,兼具卡持钻杆和自动刮泥等多种功能。该卡瓦克服了现有钻井卡瓦自动化程度低、工作高度高、价格昂贵、功能单一等问题。通过建立气动卡瓦受力模型 ,卡瓦体径向力及摩擦力等各项指标均达到了设计要求。现场应用表明 :多功能钻杆气动卡瓦安装、操作简便 ,减轻了劳动强度 。