压力滑套是完井过程经常用到的压力开关工具,压力滑套的准确开启压力对现场施工至关重要。国内压力滑套普遍存在开启压力不准确、设计开启压力与试验开启压力偏差较大的问题。文中基于压力滑套开启压力的影响因素分析,建立了压力滑套开启压力的计算模型,推导出了压力滑套在考虑摩擦力情况下的开启压力计算公式。通过滑套开启压力试验,得到不同销钉情况下的滑套开启压力。研究结果发现,不考虑摩擦力的计算结果误差较大,考虑摩擦的理论计算结果与试验基本吻合,为压力滑套开启压力的设计提供了参考依据。

设计了一种冲蚀激光测量装置,并详细介绍了冲蚀测量装置的结构原理及冲蚀参数算法。该装置能够快速并准确地对冲蚀试验后工具材质试件进行表面冲蚀深度、面积、体积等冲蚀参数的测量,并能对工具的冲蚀情况进行评估。

智能完井技术作为一项先进的钻完井和油井实时生产管理技术,具有实时监测、远程控制等优势,因其数字化、智能化的特点,在提高生产效率、提高采收率及降低油气井生产管理维修费用等方面优势显著。文中从油田目前开发的现状及实际需求出发,通过模块化的设计思想,提出一种集成直接液力驱动和数字解码驱动两种模式的地面控制系统方案,可根据现场油气井开采实际需要,对井下多层位目标滑套开度进行智能调节,实现最优开采。系统采用先导控制模式,由低压控制高压,降低现场操作的风险,可实现远程和就地分别控制调节液控滑套开度的功能。地面控制系统作为智能完井技术的控制中心,通过上位机实时显示井下温度、压力及流量等参数,监测产层生产动态,调整优化油气井开采、开发实施方案,不断优化生产效率,实现对油井全生命周期管理,最终提高...

为了优化套管锻铣工具结构,对活塞及刀体等核心机构的作用力传递关系进行充分分析,采用理论计算及有限元仿真两种计算方法,建立了活塞推力与单翼刀体和套管之间接触力的定量关系公式,并分析了活塞推力对套管局部屈服的影响。结果表明,随着活塞上的压力不断增加,接触反力和施加的活塞推力是线性关系,两者比值约为13,并且活塞推力对套管材料局部屈服的影响并不明显,在套管锻铣工具设计中,优先选择合适的节流喷嘴,使产生的活塞载荷能够确保工具在套管上不打滑即可,然后在转矩和钻压作用下,刀体就可切削套管。该研究为套管锻铣工具后续节流喷嘴尺寸的选择、工具施工参数的优选提供了理论依据。

筛网的冲蚀试验是研究筛管冲蚀特性的重要方法。在对比现有冲蚀试验装置的基础上,研制了一台喷射式冲蚀试验装置,用于筛网的冲蚀试验研究。文中详细介绍了试验装置的流程和结构原理,经过试验测试,证明试验装置性能稳定,试验数据可靠,可用于筛网试件的冲蚀试验研究。

本文设计的压力信号采集系统采用了高精度24位的模数转换器ADS1255。如何使用这种高性能的模数转换器,本文给出了硬件和软件设计方法并作了详细的说明。本文使用的模数转换器硬件精度高,接口简单,通用性强。使用这种高精度模数转换器的压力信号采集系统稳定可靠,已通过了井下试验的测试,满足采集井底压力信号的要求。

通常,水平井洗井冲砂采用反循环作业工艺,使用井口密封装置封闭钻具与井壁的环空。胶芯作为井口密封装置的核心部件,一旦密封失效,将导致整体作业失败。研制一种新型井口密封装置,分析胶芯在几种典型工作状态下的受力与变形规律,开展胶芯密封机理研究。利用有限元法对胶芯关键尺寸进行优化设计,并进行测试研究,对于提高密封装置的使用性能及寿命具有重要指导意义。

直接液力式智能完井系统的流量控制阀距地面控制器较远,如何保证流量控制阀时间响应和精准定位是直接液力式智能完井系统面临的主要难题。本文以达西公式和液阻、液感和液容等效理论为基础,建立模型并推导计算了液压传递的沿程压力损失及系统响应时间,并通过了陆地试验井和海试井试验验证。现场试验结果表明,控制响应时间、流量控制阀定位与理论计算基本一致。本文研究为实现流量控制阀精准控制和提高作业时效提供了支撑。

钻井过程中钻井液不间断循环,可保证在上、卸钻杆操作过程中井下压力的稳定,解决井壁坍塌、溢流、沉砂卡钻一系列问题。为实现钻井过程中钻井液的连续循环,设计一种钻井用不停泵连续循环阀,应用有限元软件ANSYS对所设计的阀体结构进行分析,计算阀体在不同工况下的应力。结果表明,连续循环阀阀体结构的最大应力小于材料的屈服应力,强度满足要求。现场试验证明不停泵循环阀工作可靠,可实现钻井过程中钻井液连续循环。