摘要：本文旨在研究机械转盘扭摆控制系统的设计与优化。通过对扭摆控制系统的理论分析和仿真模拟,实现对机械转盘的高效控制。在钻井作业过程中,转盘的准确定位和控制十分重要,它不仅能够提高钻井的效率,还可以提高安全性。本方法通过引入传感器、西门子控制器和执行机构,对应急电机进行控制,从而精确地控制主轴按照需要旋转任意圈数或任意角度进行转动,为实现钻井现场对井下螺杆钻具工具面的精确定位控制奠定了坚实的基础。本文设计了基于西门子PLC的转盘定位控制系统,通过PLC执行定位控制算法使得应急电机按照设定目标旋转,并在钻井平台上进行测试,实验结果表明,所提的控制算法可以实现机械转盘的精确旋转定位控制。

摘要：石油钻机是石油工业的核心设备之一,随着油气开采难度的不断加大,对钻机的性能要求也越来越高。机械机电一体化技术的应用可以显著提升钻机的自动化水平和工作效率,但在实际应用中仍面临许多问题和挑战。本文针对石油钻机机械机电一体化中存在的主要问题进行分析,包括系统集成问题、可靠性问题、人机交互问题、环境适应性问题等,并从优化系统架构、加强可靠性设计、改善人机界面、提高环境适应能力等方面提出相应的解决对策。研究表明,通过机械机电一体化技术的合理应用,可以有效提高石油钻机的自动化水平、作业效率和作业质量,对于保障油气供应、推动能源行业发展具有重要意义。

摘要：针对常规齿PDC钻头在硬地层钻进中出现的磨损大,崩齿、碎齿严重等问题,各种异形齿被广泛用于钻头设计。为探究和优化单一齿形及混合齿形PDC钻头的布齿间距,提高PDC齿在花岗岩地层的破岩效率,进行了相同形状PDC齿组合切削破岩室内试验和平面PDC齿与异形齿混合布齿数值仿真实验。研究结果表明:在切削花岗岩且切深为1.0 mm时,平面齿组合的最优布齿间距为10 mm,斧形齿为12 mm,锥形齿为3 mm,三平面齿为11 mm。混合布齿组合中,“平面齿+斧形齿”的最优布齿间距为6 mm,“平面齿+锥形齿”为8 mm,“平面齿+三平面齿”为9 mm。在不同的组合中,包含三平面齿的组合其破岩比功最低,破岩效率最高。研究结果对单一齿形钻头以及混合齿钻头的齿形选择和布齿间距优化具有重要的参考作用。

摘要：为实现钻井废水的无害化处理,以某油田区块钻井过程中产生的废水为例,在分析水样特性的基础上,采用电絮凝工艺对其进行预处理,通过单因素影响实验考察了不同工艺条件对出水COD的影响,随后采用响应曲面法进行实验设计与分析,建立了COD去除率和处理成本与工艺参数之间的数学模型,并进行了最佳工况求解和现场验证。结果表明,双Fe电极的处理效果较好,电流密度、电解时间和极板倾斜角度的差异对出水COD的影响较大;在电流密度74 mA/cm2、总电解时间8 min、极板倾斜角度75°的最佳工艺条件下,COD去除率和处理成本的预测值分别为89.51%、1.48元/m3,与现场实测数据的相对误差小于5%,满足工程需求。研究结果可为高效、低成本处理钻井废水提供实际参考。

摘要：为实现钻井废液的无害化处理,在芬顿高级氧化技术的基础上,联合超声体系,实现钻井废液COD的深度去除,通过控制变量法,考察不同影响因素对COD去除率的影响,并利用中心组合实验设计完成工艺参数的优化。结果表明,在反应时间20 min、初始pH值为4、H_(2)O_(2)投加量为7 mL/L,FeSO_(4)·7H_(2)O投加量为2.35 g/L、超声功率为206 W和室温的条件下,钻井废水的COD去除效果最好,为94.93%;对COD去除率的影响次序依次为超声功率>H_(2)O_(2)投加量>FeSO_(4)·7H_(2)O投加量;超声作用的加入对芬顿工艺存在较大的促进作用。研究结果可为油气田的高效持续发展提供技术支持。

摘要：为探索海南岛福山凹陷古近系流沙港组流三段、长流组热储情况,在花场区块部署了第一口干热岩探井花东1R井,该井钻探中存在下部地层可钻性差且井眼轨迹控制难度大、深层取心收获率难以保障、地层温度高影响钻井液性能稳定与固井质量等一系列问题。为保证花东1R井顺利完钻,在分析该地域地质构造与岩性特征的基础上,采用牙轮钻头+螺杆的钻具组合及抗高温井下测量仪器,钻进定向井段;根据取心井段地层特点,优选取心工具和优化取心钻井参数,提高取心收获率;采用抗高温钾盐聚合物钻井液解决钻井液在高温环境下性能稳定性差的问题;采用抗高温双凝水泥浆和采取针对性的技术措施,保证高温环境下的固井质量。花东1R井实钻过程中应用上述技术措施,克服了由地层可钻性差和地层温度高引发的钻井技术难点,顺利完成钻井施工,为海南岛干热岩钻探提供了借鉴。

摘要：油气钻探中,PDC钻头已成为钻进破岩不可或缺的井下工具,但砾岩地层是PDC钻头的破岩禁区,目前绝大部分地区依然选择牙轮钻头进行破岩。鉴于此,设计了新型个性化PDC钻头。新型PDC钻头在微受损的状态下,可替代牙轮钻头钻穿砾岩层。该钻头特征为前排齿采用PX齿设计,复合后排齿采用圆锥齿设计,利用压碎和切削复合破岩方式破碎砾岩、提高机械钻速。新型PDC钻头首次在大港油田现场试验,试验中顺利钻穿30~120 m的砾岩层,实现了多套地层单只钻头“一趟钻”工艺,创下大港油田同套地层最高平均机械钻速和最短钻井周期的新记录。现场试验结果验证了该新型PDC钻头砾岩破岩的可靠性。

摘要：针对直径小、弯曲角度大的管道,传统人工作业的方式,存在弯管通过性差、自适应管径能力差等不同程度的问题。应用TRIZ发明问题解决理论,确定设计一种管道内多功能涂覆装置。根据小矮人模型法将装置设计为柔性可调结构,并根据矛盾分析法将装置设计为由喷涂、检测、打磨清理、驱动行走、柔性调节、中央控制等模块组成集于一体的结构,形成最终设计方案。通过实物模型及仿真验证,采用TRIZ理论创新设计的机械结构更加紧凑、更好、能自适应不同管径管道来实现涂覆功能。

摘要：江页探X井是西南油气田公司部署在重庆市江津区的首口页岩气重点探井,设计井深为6120m,属于超深水平井。针对该新区块探井地质结构异常复杂,无邻井资料,高温、高压、高含硫,地层研磨性强机械钻速低,水平段长,井眼清洁问题,摩阻扭矩问题等技术难题,通过运用钻头技术优选、精确井眼轨迹控制、地质导向技术和高压页岩地层钻井液技术井眼清洁技术等一系列配套技术,实现了本井的顺利施工。该井创造了西南油气田川渝页岩气6000m以上水平井钻井垂深最深、339.7mm套管下深最深和铂金箱体钻遇率最高“三个之最”的记录,为该新区块新井的施工积累了宝贵经验。

摘要：合成聚合物由于抗高温、耐盐、功能多样化等特点,成为固井外加剂的主导材料,但由于其分子量大易导致体系黏稠度大,流变性难以调节,采用传统减阻剂作用较弱。针对此问题,根据微观结构设计,通过研选和合理复配,开发出了一种新型弱酸性减阻降黏剂,并对其进行了实验评价。评价结果表明,该减阻降黏剂可明显降低以合成聚合物为主剂的水泥浆体系的黏度,表观黏度降低率可达40%以上,显著改善水泥浆的流变性能,且对水泥浆稠化、强度等性能无不良影响,稠化时间之比为1.0~2.0,抗压强度之比不小于0.9,综合性能良好。