摘要：为提升轴流式螺旋涡轮钻具的输出性能,亟需对涡轮的结构及水力性能进行研究。首先采用微积分思想,建立了等厚度翼片和变厚度翼片两种螺旋涡轮输出水力特性的解析计算模型;其次构建了翼片的型线方程,分析了螺旋角对涡轮输出水力性能的影响规律;然后基于井下螺旋涡轮发电机设计实例,分析了两种螺旋涡轮的输出性能参数及螺旋角的影响;最后基于螺旋涡轮优化分析结果加工了泥浆脉冲发电机,研究了不同排量对发电性能的室内实验。研究结果表明:在给定条件下,变厚度螺旋涡轮的输出水力性能明显高于翼片厚度不变的螺旋涡轮;随翼片螺旋角的增大,涡轮输出特性曲线急剧下降,当螺旋角超过某一值(约为30°)后,涡轮的输出特性下降不显著。螺旋涡轮的叶片数为7,螺旋角为38°,井下涡轮发电机负载为8Ω时,发电机达到最大功率300 W,通过室内测试,发电机功率符合井下工具要求。研究结果可为井下智能钻井设备提供可靠的电力来源。

摘要：随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发,油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化,尤其是高温、高压、高产井“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全,建立高压高产气井油管柱动力学模型,通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核,对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。结果表明:随着产量的增加,管柱的横向位移不断增大;在0~20 s内管柱(H300 m、H600 m,其中H为深度)的横向振动应力幅值比管柱(H1660 m和H2540 m)大,管柱横向应力振动幅值较大,随后振动应力趋于稳定;在0~10 s,管柱纵向应力振动幅值较大,且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大;管柱在井口位置处轴向力最大;大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。

摘要：含水率高是油井低效生产的关键,也是制约油藏高效开发的最主要问题,其中产液剖面及控水效果的分析与计算一直困扰着现场生产。根据单井的分层合采数据及控水需求,采用小层厚度、渗透率加权的方法,确定小层配液系数;再与小层含水饱和度加权确定小层配水系数,引入小层配水修正系数,通过拟合得到与实际油井一致的含水率,实现产液剖面的预测;根据产液剖面预测结果,设计了控水增油和提液增油的分层控水效果量化方法。实例应用表明,产液剖面预测方法可保证各层产液误差、产水误差均在5%以内,合采误差均小于1%;在高产水层控液量较低的情况下,随控液量增大,增油减水效果明显,而当控液量达到临界值时,增油减水效果不再显著,反而趋于平缓。该综合方法的设计可节省大量的产液剖面测试成本,优化控水规模、预测增油效果,为油田提供科学的控水提液方案。

摘要：气井天然气水合物监测过程中,需要由井口的温度、压力和流量计算井筒的压力温度分布。但分析认为,敞开式的理论方法与现场实际相比存在较大的误差,理论预测后的矫正算法设计与分析可降低误差。在开井与关井两种生产状态井筒温度压力的理论预测方法结果的基础上,设计了两点法矫正、梯度矫正和多点矫正等3种算法。以滴西1426气井实测的井身压力温度分布为例,进行了3种算法的误差对比。结果说明,矫正算法可提高预测精度。同时,针对不同生产状态设计了矫正后数据的使用方法,提出了相应建议。

摘要：ZJ40L/2250钻机原厂设计泵冲低,排量小,使用双泵可以增加排量,但在耗费设备的同时大大增加了燃油成本,随着市场柴油价格不断上涨,矛盾越来越突出。提出简单、可行的改进方案,将钻机传动系统进行改进,增加单泵排量,既满足钻井工艺需求,又节省燃油成本。

摘要：针对钻头在软硬夹层中钻进时,由于PDC钻头破岩效率低以及侧向力激增引发钻柱横向振动和涡动,导致钻头过早失效的问题,设计了一种具有定向双齿结构的PDC钻头,并通过双齿切削有限元模拟,研究了不同布齿参数的定向双齿结构对破岩效率和局部侧向力平衡的影响。结果表明:定向双齿结构能够有效提高破岩效率,双齿间距对机械比功的影响较小,相比单齿切削机械比功减小约5.60%~6.50%;双齿夹角能够显著影响机械比功,当双齿夹角为160°时,相比单齿切削,机械比功减小约96.36%~113.82%;相同侧转角情况下,双齿夹角布齿的侧向力比单齿切削减小约33.40%~74.20%,能够有效提高钻头在过渡地层和定向钻井时的局部侧向力平衡,从而提高钻头整体力平衡效果。该研究可为PDC钻头布齿优化设计提供参考和依据。

摘要：为得到钻杆转速对石油套管摩擦磨损性能的影响,采用N80碳钢材料加工制作销盘,G105钢材加工制作销钉,在油基钻井液润滑条件下使用UMT摩擦实验机开展了套管摩擦磨损销盘实验。分析了销盘磨损速率、摩擦系数、表面形貌、磨损产物的组成以及不同钻杆转速下钻井液温度的变化。结果表明:在实际钻杆转速范围内(60 r/min~140 r/min),套管磨损率随着转速的增加先降低后逐渐增加;在较低转速下(60 r/min),套管磨损机理主要为氧化-磨粒磨损;在高转速下(140 r/min),套管表面磨损机理转变为腐蚀-磨粒磨损;钻杆转速越高,套管受腐蚀磨损越严重,套管失效风险增加。在中等钻杆转速80 r/min下,套管磨损率最低。研究结果可为钻井工程师、产品供应商和相关行业的制造商减少套管磨损提供参考。

摘要：基于井位坐标和井眼轨迹数据建立井眼轨迹三维地质导向,可依据井眼轨迹三维空间分布模型原理,实现自动绘制正钻井实时井眼轨迹和该井设计井眼轨迹,同时显示该井周边的多口邻井井眼轨迹,解决了多井眼之间防碰问题,实现井眼轨迹在储集层内最大穿越。该软件在Y12-P水平井与LP3丛式井的应用表明,三维井眼轨迹地质导向应用效果突出。

摘要：阐述了针对高温、高压井做的测前设计、施工前的准备工作和施工方案。对测井电缆、地面设备、测井仪器的测前准备工作提出了具体的要求;对高温条件下的泥浆粘度和泥浆阻力、井下压力状况对仪器的吸附以及井下腐蚀气体活跃程度等复杂因素的影响等在测前设计中应予以重视;模拟地层条件下温度和压力对岩电参数的影响,岩电实验得出m值随着压力的不同、孔隙度不同的变化结果;将传统的井眼校正、围岩及层厚校正、泥浆侵入校正等图版移植到解释平台上,自动对恶劣环境条件下曲线进行校正;利用成像测井资料准确划分地层的岩性、详细描述储层裂缝的产状及储层结构;利用声波全波列测井资料提取的纵/横波时差,综合体积密度测井,计算岩石机械强度参数,进行地层应力的计算,估算地层破裂压力,预测压裂裂缝延伸方向和长度,为进行压裂设计提供依据。

摘要：基于隔水管注气双梯度钻井过程中隔水管环空多相流特性,建立了隔水管注气双梯度钻井环空多相流模型,采用有限差分法对模型进行求解,结合墨西哥湾某口深水井现场数据,分析了钻井参数对井底压力和环空压力的影响,并对注气流量的影响因素进行讨论.研究结果表明:隔水管注气双梯度钻井井底压力比常规钻井更低,更适用于海底窄密度窗口钻井;隔水管注气双梯度钻井在钻井过程中注气流量的大小对井底压力和环空压力影响较大;水深和钻井液密度是影响注气流量的两个重要因素.在隔水管注气双梯度钻井参数设计时,应选择合适的注气流量,且钻井液密度不宜过大,以确保隔水管注气双梯度钻井安全.该研究对隔水管注气双梯度钻井设计及现场作业具有指导意义.