摘要：为了解天然气水合物动力学抑制剂的分子结构对其抑制性能的影响,分析了不同结构动力学抑制剂与水分子之间的相互作用规律。采用分子模拟方法,分别研究了含有环状结构的动力学抑制剂PVP和PVCap,含有链状结构的动力学抑制剂PMC,以及同时含有环状结构和链状结构的新型动力学抑制剂YZ与水分子之间的相互作用。研究发现,动力学抑制剂与水分子间的相互作用与动力学抑制剂结构密切相关:具有环状结构的动力学抑制剂可以有效降低溶液中水分子的扩散系数,具有链状结构的动力学抑制剂可以与水分子形成更多的氢键,同时具有环状结构与链状结构的动力学抑制剂其抑制性更强。研究结果进一步明确了动力学抑制剂分子结构对其抑制性能影响的机理,对研制天然气水合物动力学抑制剂具有指导意义。

摘要：目前管路布局多依靠人工设计完成,工作量大、设计周期长。为提高设计效率,设计了一套自动化管路布局遗传模拟退火算法。其针对遗传算法易早熟、收敛速度慢等问题,引入模拟退火思想,对遗传算子进行Metropolis规则改进,提高初期进化时种群多样性,增强算法全局搜索能力;设置等温和退温内、外2层循环,提高算法收敛速度和性能。利用遗传算法和遗传模拟退火算法进行管路布局仿真试验计算并进行对比,对比结果表明,在相同初始条件和计算精度下,后者全局搜索能力强,不易陷入局部最优解,且收敛迅速、稳定,运算结果优于前者。

摘要：井下封阻导流器的设计与优选是双壁钻杆反循环钻井的关键,针对高流速、大循环压差的工作环境,设计一种同一本体不同井眼的井下封阻器,并对不同入口质量流速与颗粒粒径条件下进行流体流动与封阻器磨损建模研究,依据冲蚀模拟结果对封阻器进行强度分析,设计并进行封阻器气密性验证与返砂实验。结果表明,封隔器壁面磨损程度随着入口流量的增大和颗粒粒径的减小而逐渐增大,且根据抗拉抗扭强度要求,封阻器最大安全扭矩为29 t/m,最大安全拉力约270 t。实验结果表明,新型井下封阻导流器符合双壁钻杆反循环要求。

摘要：传统的钻井设备未考虑外界负载变化的影响,导致稳定性差,为此,提出一种考虑外界负载变化的自调节元件响应控制方法。在设计自调节元件结构过程中,采用单锥、双锥与浅锥3种模式设计冠部结构轮廓,利用被动式液压结构反馈结构组成切削深度控制结构,通过布齿方法与布齿密度设计切削结构,完成自调节元件结构的优化。并分析自调节元件所受外部负载以及自调节元件冠部结构钻压施加情况,构建自调节元件与外部负载相互作用模型,实现自调节元件响应控制。由测试结果可知,该控制方法可减少自调节元件的磨损,提高机械转速,提升了钻井过程中钻井设备自调节元件工作状态下的稳定性,适用于复杂地质条件下的钻井作业。

摘要：页岩气、煤层气等非常规油气开采技术近年来发展迅速,为了降低钻井成本和提高储层的开发力度,水平井作为一种提高油气产量和采油效率的有效开采方法,在钻井工程设计中被广泛使用。水平井段延伸越长,经济效益就越好。但水平井段的可钻长度不能无限延伸,还受地质条件、地面设备和工程设计等多因素的制约。水平井段能延伸多远,能否根据现有条件准确预测,成为水平井钻井领域研究的一个重要课题。文章从工程设计、地层因素和工程技术三个方面详细分析了影响水平井水平段延伸能力的因素,通过对井深剖面、造斜率、摩擦系数、钻具组合、钻柱屈曲变形、钻压、水力参数等影响因素的限制机理的研究,得出通过优化井身剖面设计,优选钻井参数,提高钻井泵额定泵压等措施,达到有效提高水平井水平段延伸能力的目的。

摘要：深水自升式平台在波浪和海流等动态环境载荷作用下易发生振动响应。鉴于此,对自升式平台动力响应分析方法进行探讨,得到如下结论:弹性地基刚度系数EFS对平台桩腿动态应力影响不敏感,但对动态位移影响较大;平台桩腿动态应力和位移随波高的增加而增大,随周期增大而减小;节距L_h对平台应力和位移影响较小;弦杆间距L_R的增加可减小结构的动态应力和位移;波浪周期与平台自振周期相差越小,动力放大系数(DAF)计算结果与位移比法和应力比法相比差异越大,计算越保守,而低频波作用下,三者计算结果基本一致;单自由度方法无法反映环境载荷方向的影响,不同环境载荷方向下,由位移比法与应力比法计算得的DAF有一定差异,特别是平台刚度不均衡时,不可忽略环境载荷方向的影响;节距对平台DAF影响相对较小,而弦杆间距对平台DAF影响较大。所得结论可为深水自升式平台的设计与动力响应控制提供指导。

摘要：针对井下高温、高压、振动且空间有限等诸多恶劣环境,提出了一种基于Halbach磁体的定子密封式涡轮永磁发电机,定子静密封取代磁耦合静密封,在保证压力平衡的同时,流经气隙的钻井液可以有效改善散热环境和润滑轴承;同时,Halbach磁体的单边聚磁特性和较好的气隙磁密正弦度可以有效地提高发电机功率密度,改善绕组反电势。最后,对其进行了包括电磁场、热-流共轭耦合场、结构场的多物理场分析与计算,得到了发电机内流场、温度场和应力场的分布。样机温度与负载试验结果与仿真结果的对比验证了该方法的有效性。

摘要：传统漏磁信号缺陷量化缺少其他分量信息,人工特征的提取方式造成信息量有限。为此,提出一种基于深度学习的漏磁检测缺陷量化识别方法,并建立了漏磁检测缺陷识别模型,该模型包含深度卷积神经网络模块和回归模块。深度卷积神经网络模块利用卷积神经网络的多输入多输出互相关操作,完成漏磁缺陷信号3个分量(轴向、周向、径向)的数据融合,利用预训练的网络,迁移已有知识,实现缺陷信号的特征自动提取;回归模块中设计缺陷、长度和宽度联合损失函数,利用回归方式实现缺陷尺度的量化。采用有限元仿真和牵拉试验相结合的方式,建立漏磁信号缺陷量化数据集并划分为训练集和测试集,训练集用于模型训练,测试集进行方法验证。研究结果表明:90%置信度下,长度和宽度量化结果全部落在±10 mm的误差带上,深度量化结果全部落在±10%t (t为壁厚)的误差带上,满足工程检测要求,可有效完成管道漏磁缺陷识别。研究结果可为油气输送管道漏磁检测新技术的研究提供一定的参考。

摘要：为分析纵向冲击与扭转冲击复合条件下PDC钻头的破岩效果,以及不同钻进条件和冲击参数对破岩效果的影响规律,设计了一种具有纵向和扭转冲击功能的旋扭复合冲击发生装置,利用粉砂岩、石灰岩和花岗岩3种岩性的岩样开展了PDC钻头常规破岩和复合冲击破岩试验,研究了复合冲击条件下钻压、转速、冲击力和冲击扭矩等参数对PDC钻头钻进速度的影响规律。试验结果表明:钻压和转速是影响破岩效率的主控因素;相较于常规PDC破岩,复合冲击钻井方式产生的岩屑粒径更大,破岩效率更高;冲击力和冲击扭矩越大,破岩效率越高,复合冲击方式在硬地层钻进中的钻速最高可提高50%。研究PDC钻头在复合冲击条件下不同钻井参数对破岩效率的影响规律,为复合冲击工具设计和性能参数优化提供了理论依据。

摘要：采用Fluent软件对随钻扩眼器控制短节中球座周边流场进行流场仿真,并通过速度流场的分析以及优化前后速度的对比,对扩眼器流道结构进行优化。仿真结果表明,通过采用优化后的球座结构以及球座外滑套结构,能够有效减小流体对球座和球座外滑套内壁的冲蚀,平缓流场。研究结果可为工程上流道结构设计提供一种新的优化思路。