摘要：基于油气井井下环境的特点,为实现井下扶正器的远程控制,同时改正射频识别(RFID)阅读器天线电磁波强度衰减过大、辐射性能差等缺陷,设计一种共形于井下管道的RFID扶正器阅读器偶极子天线。依据天线设计的基本理论,利用天线弯折技术,将该天线结构设计为倒“U”型,实现与套管相共形;通过仿真扫频分析优化天线参数,分析天线主要结构对性能的影响。结果表明,设计的天线最终的中心频率为860 MHz,在该频率下天线输入端口反射系数为-21.05 dB,增益为2.2 dB,天线尺寸为11 mm×148.44 mm,天线的性能满足设计需求,可用于套管扶正器等井下工具的无线控制。

摘要：基于管输射孔无线通讯起爆控制技术研究现状和存在问题,提出一种新型油气井用水下超声通讯起爆控制的设计理念。设计智能遥传装置、枪头主控装置,并模拟井下应用环境对设计的智能遥传装置、枪头主控装置进行性能测试。多次试验结果表明,所设计的智能遥传装置、枪头主控装置能够完成水下通讯、控制、起爆等所预定的功能,实现地面实时控制井下仪器并完成智能起爆。本研究为油气井用管输射孔无线通讯起爆控制技术提供一种新思路。

摘要：防砂筛管冲蚀失效直接影响到海上油气井能否安全高效生产,实时掌控筛管冲蚀程度,预测筛管使用寿命是海上油气井生产安全的重要保障。通过设计管流式冲蚀实验装置,开展了筛网过流单元冲蚀实验,并基于冲蚀经典理论模型,拟合建立了筛管冲蚀速率模型;依据编织型过滤金属网布筛管结构特征,构建了完整结构的筛管外护罩、多层过滤筛网和打孔基管物理模型,应用计算流体力学流固耦合模拟器,研究网布式筛管冲蚀规律,预测生产工况下筛管冲蚀寿命,并进行了实例分析。研究结果表明,筛管冲蚀速率随含砂流体流速呈幂函数关系,随含砂浓度先线性增大后趋于平缓,随含砂粒径增大先增加后降低并趋于纯流体冲蚀速率。本文揭示的筛管冲蚀规律和建立的预测模型可为海上油气田防砂设计和安全生产提供理论依据。

摘要：超深井、水平井、大位移井等复杂油气井服役工况异常恶劣,套管复合磨损严重,将对井筒完整性构成巨大威胁,且磨损套管剩余强度难以精准预测。为此,基于塔里木盆地塔中北坡顺南区块501井套管磨损数据及P110管材应力—应变本构关系,建立了充分考虑钻杆本体和接头联合造成的磨损模式、夹角、磨损重叠深度及磨损深度的复合磨损套管有限元力学模型,并开展了多种复合磨损模式下套管弹塑性变形、屈服、裂纹萌生、扩展及爆裂行为模拟,得到了不同复合磨损套管应力分布、剩余抗内压屈服强度及爆裂强度。研究结果表明:(1)月牙夹角在0°~90°时,应力干涉削弱应力集中,月牙夹角在90°~180°时,应力干涉增强应力集中,这种交互作用机制导致磨损套管剩余强度随着月牙夹角增加而先增加后降低;(2)裂纹萌生并起始于等效应力最大的位置即磨损月牙中心,并垂直于最大环向应力沿径向从套管内壁向外壁扩展,且裂纹一旦萌生,裂纹将迅速扩展并发生爆裂失效;(3)灰色关联度分析确定了复合磨损套管剩余强度对磨损深度、月牙夹角、复合磨损形式、月牙重叠深度的敏感性,分析结果表明磨损深度是决定套管剩余强度的主控因素。结论认为,该认识为套管强度设计与优化提供了技术参考,并对准确预测复合磨损套管剩余强度和确保井筒安全及完整性具有重要意义。

摘要：钻井和试油测试现场所用的点火装置,存在放喷排出气体不易直接引燃、火焰难以长期保持、点火可靠性低等技术难题。依据空气载体等离子发生器原理,结合等离子点火技术、远程控制技术设计研制的等离子智能点火装置,可实现远程自动点火,并能对火把燃烧情况进行实时监测,达到了油气井安全高效放喷点火的目的。该装置作为井控装备,已配套230余套应用于钻井、试油测试施工现场,取得了较好的应用效果,具有广泛的推广应用价值。

摘要：温度和压力是石油开采过程中重要的参数,但油气井下高温高压环境苛刻,传统电子传感器很难实现长期稳定的工作。本文提出了一种基于碳纤维管增敏型的光纤光栅温度压力传感器。该传感器是以碳纤维丝编织成的中空管状结构作为骨架,通过耐高温环氧树脂固化成复合碳纤维管作为弹性体,并将表面嵌入耐高温光纤布拉格光栅作为感知元件,实现了井下温度和压力的同时测量。实验结果表明,该传感器可以在0~150℃和0~80 MPa环境下稳定工作,压力灵敏度最大可达到-50.02 pm/MPa,同时表现出很好的线性响应。通过外加参考光栅作为温度补偿光栅,解决了温度和压力同时测量过程中的交叉敏感问题,满足了井下开采过程中的精度要求,为油气井下高温高压光纤传感器的设计提供了实验依据。

摘要：目前国内常规的海洋采油气井口装置大都采用过去传统的设计计算方法 ,使得所设计的井口装置结构复杂、体积大、成本高。同时 ,需要压裂、酸化等高压作业时必须换井口或安装井口保护器。为此 ,根据国内需求设计了一种新型简易的海洋采油气井口装置 ,它简化了井口装置的结构 ,既可以满足正常采油气生产的需要 ,也能达到压裂、酸化等高压作业的要求。文章根据KY6 5 - 2 1新型海洋采油气井口装置的使用条件 ,应用机械设计自动化软件Pro/E ,通过建立该采油气井口装置主要零部件的三维实体模型 ,进行有限元分析计算 ,找到了不同载荷、不同结构参数下主要零部件的应力分布情况和危险部位。在此基础上对各主要部件进行了结构优化设计。改进后的装置具有结构简单、体积轻、可靠性好、自动化程度及整体性能高等特点 ,更适合于海洋采油气作业。

摘要：为了解决油气勘探、开发过程中因各种异常复杂情况(特别是在有毒有害气体泄漏、着火扩散蔓延)导致油气井井喷失控着火后的处理技术难题,开展了油气井井喷失控灭火现场仿真系统的研究开发与设计。采用3DS Max技术对油气井着火现场进行三维场景建模,运用虚拟现实技术实现灭火现场实时漫游及灭火操作人机交互功能,参照油气井灭火抢险作业工艺流程,确定仿真系统设计流程,并对抢险灭火流程进行了重点模拟,通过RPG角色扮演使操作员熟悉各抢险流程,最终实现了具有三维可视化、人机交互等特色功能的油气井灭火抢险作业仿真训练平台的开发,为实际灭火作业操作提供重要参考依据,并成功应用于2009年中国石油天然气集团公司举行井喷事件专项应急预案演练中,为灭火抢险演习作业带来了较好的社会效应和经济价值。

摘要：油气井永久性光纤Bragg光栅传感监测系统的安装设计是现场应用的一个重要组成部分,也是工艺最复杂、成本最昂贵的一个环节.本文简要地回顾了油气井光纤Bragg光栅传感监测系统安装现状,根据国内常用射孔完井方式,设计了两种单井光纤Bragg光栅井下安装模型.论述了井下安装前准备工作和主要注意事项,讨论了存在问题,对油气井永久性光纤Bragg光栅传感监测技术及其安装技术的前景进行了展望.

摘要：鉴于海洋表层软土对深水油气井套管柱井身结构稳定性的重要影响,尤其地震发生时,在软硬土层交界面处管柱截面会产生较大弯矩与剪力,据桩基动力响应理论,引入回传射线矩阵法,建立适于深水油气井套管柱的地震响应分析模型。将组合套管柱等效为变截面Timoshenko梁,分别从表层软土剪切波速及厚度分析,探讨套管柱在软硬土层交界面处弯矩与剪力幅值的变化规律,为海洋工程中套管柱的施工、设计及安全性评估提供一定参考及指导。