摘要：依据经典的二维涡轮设计理论,研究了井下随钻测量涡轮发电机涡轮设计过程中应遵循的原则及约束条件。根据发电机电枢的双反应原理,采用相量法建立了发电机研究模型和内阻数学模型,通过数值分析手段研究了发电机外特性和电压调整率与电枢反应电抗之间的关系。研究结果表明,发电机内阻具有的电流负反馈和功率因数角负反馈特性,在一定程度上改善了电压调整率,并确定出了获得最佳电压调整率时电枢反应电抗的变化区域。根据涡轮发电机实验测量数据,结合发电机电磁特性的理论分析以及涡轮设计理论,计算分析了涡轮的实际工作特性参数。

摘要：建立了考虑疏松砂岩稠油油藏启动压力梯度、压力敏感性,以及裂缝导流能力失效性的压裂井数学模型,实现了该模型的数值求解。在防止地层出砂的前提下,对渤海湾某油田进行了压裂充填参数设计。研究表明,与不压裂相比,在该区块实施压裂充填改造在经济上是可行的,参数优化结果为该区开发方案设计提供了技术支撑。

摘要：新工科背景下,传统石油领域进行产教融合教育面临培养计划制订改革难、教师团队新工科素质有待提升及考核方式重新制定改革困难等问题。结合多年教学经验,从以下六个方面进行实践探索:促进学科交叉融合,提高学生创新能力;科学设计评价方案和考核机制;以学生为中心,激发学习兴趣;加强教师队伍建设,树立引导者理念;深化“互联网+”在石油工程中的应用,促进石油学科升级改造;紧跟国家战略和产业需求,加强产教融合。为石油领域的产教融合教育提供了指导。

摘要：针对锥阀式和旋转阀信号发生器存在正脉冲信号频率较低、阀口分布空间受钻柱径向尺寸限制和供液能力不足等问题,设计了能快速产生连续波信号的往复阀。在介绍该往复阀的组成及连续波信号产生机理的基础上,建立了阀口形状曲线的数学计算模型,并研究了阀口形状与阀口排布对连续压力波产生特性的影响。模拟计算结果显示,设计的阀口(单排阀口数量4个、沿轴向阀口排数3排)产生的压力波与理想正弦压力波的相关系数达到了0.965 7,最大频率达到了10Hz。研究结果表明,设计的往复阀阀口能够产生近似正弦波的连续压力波,并可以减小阀芯往复运动的位移、缩短往复运动周期,从而提高压力波信号产生的频率。

摘要：大型水力压裂技术是页岩气开发的核心技术之一,该技术使页岩储层形成复杂的网状裂缝,达到改造体积的目的。从我国页岩储层特征出发,在对国内页岩气压裂井施工技术等方面进行调研的基础上,结合现场施工实践经验,提出页岩气压裂施工中需要解决的关键难点。从断裂动力学角度对页岩气压裂缝网形成机理进行分析,并在此基础上,提出解决压裂施工过程中问题的方法,即适合于我国页岩气压裂施工设计的一般性原则。根据国内某口页岩气压裂井相关资料,结合研究内容,设计合理施工泵序,并利用专业页岩气压裂设计软件进行验证。

摘要：高温高压定向井测试管柱的力学行为复杂且管柱失效问题突出,涉及到温度、压力、井眼轨迹、管柱屈曲及摩擦力等一系列因素。常规的测试管柱力学模型适用于直井,对于定向井和水平井而言适用性差。当井斜存在时,除了考虑温度效应和鼓胀效应外,还应考虑管柱屈曲和摩擦力的作用。基于温度和压力模型计算了沿管柱的温度和压力分布。随后在平衡方程的基础上,考虑由于温度变化、压力变化、管柱屈曲和摩擦力而引起的管柱伸长或缩短以及管柱端部的约束条件,建立了测试管柱的力学模型,采用迭代法进行求解。最后以塔里木盆地的一口定向井为例对模型进行了应用。应用结果表明:摩擦力和螺旋屈曲可抑制轴向力在管柱上的传递,若忽略摩擦力和管柱屈曲的影响,管柱的有效轴向力则被高估;由于井口和封隔器的约束,随着生产时间的延长和产量的增加,管柱上的平均温度升高,管柱的螺旋屈曲段增大,轴向力减小;当地层温度和产量超过一定值时,管柱将进入屈服状态,或者封隔器无法封住管柱,给生产安全带来严重威胁;通过优化管柱元件以及在井口施加预紧力等措施,大大增加了测试管柱的安全操作范围。研究结果对高温高压定向井测试管柱的设计和优化具有重要意义。

摘要：钻头的设计包括剖面设计、布齿设计、流道设计等。由于开窗钻头具有独特的受力特性和切削要求,因此在参考常规地层PDC钻头的设计经验基础上,针对开窗钻头进行了个性化设计。采用三维辅助设计软件Solidworks进行三维建模和设计。通过三维实体的建模,可以形象、直观地实现设计意图。在钻头的设计、修改和优化过程中有效地利用三维建模软件来完成,使得设计过程更加快捷、直观和方便。将三维数字化模型直接用三维打印机打印,然后成型模具,经过烧结成型后焊接PDC齿,完成整个钻头的加工。

摘要：以实际油藏地质特点、开发动态和理论公式为基础,全面考虑了影响水平井开发效果的七个因素,利用正交实验设计法设计了十八个试验方案,采用油藏数值模拟方法建立相对应的油藏数值模型并进行计算。以十年末采出程度为分析指标,利用直观分析方法和方差分析方法得出了底水油藏水平井开发效果影响程度的大小,并用简单比较法进一步验证了结果的准确性。为提高该油藏水平井开发效果提供依据,为同类油藏提供借鉴。

摘要：全球天然气水合物资源丰富,被世界各国视为未来石油和天然气的战略性接替能源。天然气水合物主要分布于深水海底浅层和陆地冻土区中,其中海域天然气水合物资源较为丰富,然而,目前海域天然气水合物储层钻完井工程实践较少,存在着许多技术难题和挑战。为了研究和应用海域天然气水合物地层钻完井技术,介绍了美国、日本、印度、中国等国家海域天然气水合物地层的钻探与试采活动,分析了海域天然气水合物地层钻完井技术发展现状,指出在天然气水合物地层钻完井工程中存在的基础性技术难题主要包括钻井液密度窗口窄、天然气水合物相变、井壁失稳、井口不稳定性、出砂防砂等。此外,针对钻完井工程存在的技术难题,对海域天然气水合物地层控压钻井、套管钻井、水平井钻井、防砂和钻井液等关键技术的未来发展进行了展望分析,以期为我国海域天然气水合物地层安全高效钻完井设计提供参考。

摘要：采用合理的桩土接触模型对正确计算深水表层导管的承载力具有重要意义。建立了深水导管横向位移和竖向承载力的计算模型,并用ABAQUS有限元软件,考虑初始地应力的影响,通过编写相应本构模型的有限元程序,用接触力学法和接触面单元法模拟了导管的横向位移,用库伦摩擦模型与Goodman接触单元模型模拟了导管的竖向承载力。结果表明:采用接触面单元法计算的导管横向位移大于接触力学法计算结果,采用(Goodman模型计算得到的导管竖向承载力大于库伦摩擦模型计算结果。同时,分析了导管顶部竖向力及弯矩对导管横向位移,以及导管尺寸对导管竖向承载力的影响规律,对深水钻井导管工程设计与控制具有参考价值。