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石油机械
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贺会群

月刊

1001-4578

syjxzz@vip.sina.com

0716-8121243/8127778/8121008

434000

湖北省荆州市沙市区豉湖路12号

石油机械/Journal China Petroleum Machinery北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是国内石油机械学科唯一的技术类月刊。《石油机械》是全国中文核心期刊，中国石油天然气集团公司优秀期刊，也是湖北省一级刊物。经过30余年的不断发展，《石油机械》已成为目前国内石油石化装备行业最具影响力和知名度最大的刊物之一。
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    基于轴向载荷离散模型的连续管下入性分析

    曹银萍谢凡冯佳佳朱文宇...
    1-7页
    查看更多>>摘要：连续管在水平井作业过程中易发生屈曲变形制约其作业深度,为此开展不同井段中连续管轴向载荷对其下入深度的影响研究.通过对井眼轨迹中的关键参数分析构建弯曲段全角平面,并基于软杆模型和构建的全角平面,综合考虑连续管刚性、流体摩阻、井壁接触摩阻和屈曲后的附加接触摩阻,建立了连续管轴向载荷计算模型;通过迭代法并结合屈曲状态分析对某井进行算例分析.分析结果表明:连续管在垂直段与斜直段更容易发生螺旋屈曲;随着摩擦因数由 0.10 增加到0.35,螺旋屈曲长度增加到1 189.19 m,下入深度由4 370.00 m减小到3 905.41 m;摩擦因数为0.25 时,工作钻压增加到2.5 kN,下入深度由 4 370.00 m减小到 4 148.48 m.可见,在轴向压力作用下,连续管螺旋屈曲长度与摩擦因数成正比,下入深度与摩擦因数和工作钻压均成反比.所得结论可为连续管下入性研究及施工参数选择提供技术参考.

    水平井连续管下入性轴向载荷螺旋屈曲下入深度摩擦因数

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    不同结构空化射流喷嘴流场特性对比

    郭晨睿李敬彬李欢马汝涛...
    8-16页
    查看更多>>摘要：喷嘴类型与结构是影响空化射流性能的关键因素.通过CFD数值模拟方法探究了风琴管自振空化射流喷嘴、Helmholtz型空化射流喷嘴、角形空化射流喷嘴、中心体空化射流喷嘴和叶轮式旋转空化射流喷嘴的流场特性.开展射流喷嘴流场室内测试,以射流扩散角为评价指标,验证了数值分析的可靠性.根据不同结构空化射流喷嘴的流场特性和现场工程应用需求,给出了适用于不同场景的空化射流喷嘴类型推荐和说明.研究结果表明:风琴管自振空化射流喷嘴射流冲击压力高且稳定性强(最高冲击压力 12.165 MPa),适用于钻井过程中辅助破岩场景;Helmholtz型空化射流喷嘴脉冲频率高(2.0 kHz)且空泡运移距离远,适用于老井洗井解堵处理场景;角形空化射流喷嘴射流扩散能力强且空化程度高,适用于油田废水处理中乳化油破乳场景;中心体空化射流喷嘴具有集中于出口中心的空泡群和 7.047 MPa的射流冲击压力,适用于煤层气开采中煤层瓦斯解吸渗流场景;叶轮式旋转空化射流喷嘴具有倒"U"形速度分布和空化作用范围大的特点,适用于水合物开采中径向分支钻孔场景.研究结果可为空化射流喷嘴选型提供理论依据.

    空化射流射流喷嘴流场特性喷嘴选型射流扩散角

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    石油钻机全集成化升级的开发与应用

    杨斌李博洋杨德刚寻明...
    17-22页
    查看更多>>摘要：随着钻机自动化技术的普及,新制钻机的集成化和自动化程度越来越高,然而旧钻机由于机械、电气、液压等接口问题,进行全集成控制系统改造的技术难度大、周期长,目前旧钻机的全集成化系统改造占比很小.依托某钻井平台的升级改造项目,在降低劳动强度,减人增效的理念下,开发了可靠的国产全集成控制系统;融合原有的钻井装备,增配管柱自动化设备和井口自动化设备,对钻机系统进行升级与改造,实现系统双司钻集成化控制.现场使用结果表明,该系统实现了所有钻井装备及其附属单元的司钻房远程控制,开发的操作界面减少了操作元件数量.双司钻操作系统为钻机提供了冗余操作功能,设备状态数据集成化处理为系统安全操作提供了保障,系统空间管理提升了设备的空间安全性,自动化装备减少了井队人员配置,减轻了劳动强度,提升了操作人员的工作安全性和经济性.该钻机系统的改造方法可为老旧钻机的全集成化升级提供参考和指导方向.

    钻机改造全集成化自动化装备双司钻

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    基于响应面法扩散箱参数对混浆性能的优化

    杨海龙王宁刘伟强
    23-29,61页
    查看更多>>摘要：目前针对扩散箱结构对混浆循环系统内气体含量以及混浆罐"冒灰"现象影响的研究相对较少.为了明确扩散箱结构对固井再循环系统含气量以及罐顶冒灰的影响,利用响应面法结合仿真分析的方法,研究了H1(扩散箱出口距液面高度)、H2(混合器出口到液面高度)、v1(再循环速度)及A1(混合器入口角度)对R1(循环介质含气量)、R2(罐顶排气量)的响应.研究结果表明:v1对于2 个响应的影响均最为显著,H1、H2、A1 随不同的响应其显著程度有所不同;基于响应面法构建的响应拟合函数具有较高的拟合精度,满足设计要求;采用优化模型,在限定范围内获得的优化方案相比于原始方案,其循环介质含气量减小 68%,罐顶排气量减小 71.4%.该方法可为扩散箱的设计提供一定的技术参考.

    固井扩散箱混浆性能气液两相响应面法数值模拟

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    负压振动筛钻井液流动及气液分离数值模拟

    侯勇俊杜磊孙麟
    30-37页
    查看更多>>摘要：负压振动筛是一种新型的固液分离设备,对钻屑表现出了出色的随钻干燥效果.然而,对于该设备的钻井液流动规律、空气和钻井液透过筛网后的气液分离机理以及效率等基础理论方面,迄今尚未进行深入的研究.为此,采用计算流体力学(CFD)方法,建立了负压振动筛的三维瞬态两相流筛分仿真模型;通过欧拉-欧拉多相流模型(VOF)和多孔介质模型,系统研究了负压作用时筛网上钻井液的流动规律和筛网下的压力分布特性.同时,探讨了负压对振动筛的处理量、钻井液透筛速度以及气液分离效率的影响.研究结果表明:在相同振动条件下,负压振动筛的透筛速度提高了87%,处理量增加了 18%;在负压为-10 kPa时,分离效率达到 95.8%.随着负压值的增大,气液分离效率下降;排气管道高度升高,气液分离效率增大.所得结论可为负压钻井液振动筛的研发与应用提供理论指导.

    负压振动筛钻井液流动气液分离CFDVOF多孔介质

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    核磁测井仪通用采集平台辅助测量系统研制

    钟剑马骁侯学理宫玉明...
    38-43页
    查看更多>>摘要：为了使新一代核磁测井仪器能高效准确获取核磁辅助测量参数信息,设计了一种基于通用采集平台的核磁测井仪器辅助测量系统.基于通用采集平台技术,详细分析了核磁测井仪器辅助测量的必测参数及性质,提出核磁测井仪器辅助参数测量系统,探究辅助测量系统硬件中信号调理、多通道切换、数模转换功能以及发送辅助测量参数选择通道命令时序、读取辅助测量参数采集数据时序的设计与实现.单板测试结果表明,辅助测量参数通道选择和采集数据上传可行;仪器联调测试结果表明,设计的辅助测量系统能够准确获取核磁辅助测量参数信息,反映核磁仪器实际工作状态.研究结果可为偏心核磁、随钻核磁及过钻具核磁等测井仪器辅助测量系统设计、研究及应用提供技术基础.

    核磁测井通用采集硬件设计时序设计辅助测量

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    LNG接收站海水泵与开架式气化器节能优化研究

    李华于子峰刘海涛李柏松...
    44-52页
    查看更多>>摘要：针对LNG接收站开架式气化器(ORV)在LNG气化过程中能耗偏高的问题,在考虑季节外输量差异的情况下,结合海水泵运行性能、阀门特性、海水泵池液位及管道阻力损失因素,建立海水泵出口至ORV入口的管网模型,通过调节海水泵阀门开度及海水泵运行数量来优化模型的海水供应量,并利用现场试验验证了模型准确性.研究结果表明:优化模型为海水泵运行提供了可靠的阀门开度及对应流量值预测,完全满足实际流量调控的需求;该优化模型在节能降耗方面效果显著,相比未优化前的运行方案海水泵能耗降低30%以上.所得结论可为LNG接收站可持续运行及实现节能降耗目标提供技术支持.

    LNG接收站海水泵开架式气化器管网模型运行匹配节能降耗

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    海上三相重力分离器晃荡试验研究

    郑晓鹏张明雷俊勇陈家庆...
    53-61页
    查看更多>>摘要：海上浮式生产储卸油装置FPSO摇摆导致油气水三相重力分离器液面发生晃荡,减弱了油水分离效果,在分离器内布置防晃板可抑制晃荡,但防晃板间距的确定目前尚无明确设计方法.为此,基于相似性理论,通过1∶9 模型分离器试验,研究了防晃板及内构件对分离器晃荡的抑制与影响过程.研究结果表明:防晃板、聚结板、均流板、堰板等内构件之间的间距发生变化时,可削弱FPSO外部激励形成的界面共振;油水界面与外部激励之间的共振是分离器内部液体晃荡主要形式;各种开孔结构的内构件与聚结板可削弱界面晃荡的振幅;聚结板、均流板、防晃板和堰板之间液体区域界面固有周期可用基于线性理论的圆筒形容器计算公式估算.研究结果可为海上生产现场分离器的防晃设计提供技术参考.

    三相重力分离器相似性分析晃荡试验内构件油水界面共振

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    射孔和储层参数对压裂裂缝扩展规律影响分析

    李明飞张超黄文鑫张伟...
    62-72页
    查看更多>>摘要：随着油气探采深度和难度的增加,常需要配合压裂技术,以提高产能,射孔和储层参数是影响压裂效果的主要因素.对标经典真三轴压裂模拟试验,建立扩展有限元压裂模型,验证、完善扩展有限元模型分析压裂效果的适用性,并分析射孔和储层参数对压裂裂缝扩展规律的影响.研究结果表明:射孔角度0°～75°,起裂压力先减小后增大,30°时最小为 36 MPa,75°时最大为41.9 MPa,变化幅度16.4%;裂缝宽度由0.013 8 m减小到0.003 3 m,降幅76.1%;裂缝长度先减小后增大,45°时最小23.54 m,0°时最大25.45 m.射孔深度0.6～1.8 m时,起裂压力由 47.7 MPa减小到39.79 MPa,变幅24.1%;裂缝宽度的变幅小于 4%.水平地应力差 0～7 MPa时,起裂压力由32.97 MPa增大到41.04 MPa,增幅19.7%;裂缝宽度由0.013 12 m减小到0.006 86 m,降幅47.7%;裂缝长度由24.5 m减小到23.8 m,降幅2.9%.弹性模量10～16 GPa,起裂压力变幅0.43%;裂缝宽度增幅25.4%,裂缝长度增幅35%.抗拉强度1～6 MPa时,起裂压力由 37.58 MPa增大到48.22 MPa,增幅28.3%,裂缝宽度增幅 27%,裂缝长度降幅 21%.弹性模量 10～17 GPa,裂缝宽度降幅17.3%,裂缝长度增幅23.1%.研究结果可为优化压裂参数提供参考.

    压裂射孔和储层参数边界扩展起裂压力裂缝宽度裂缝长度

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    游梁式抽油机免维护轴承密封性能及优化

    王晓岗齐静静邵长彬张浩...
    73-80页
    查看更多>>摘要：基于常规经验设计的游梁式抽油机免维护尾轴承(密封调心滚子轴承),其润滑及密封性能不能有效适用于抽油机特有的摆动工况和曲柄剪刀差工况.为合理确定免维护尾轴承的润滑脂填脂量和密封圈径向过盈量,以游梁式抽油机免维护尾轴承为研究对象,采用有限元计算法,建立摆动工况下轴承流体域中润滑脂和空气两相流动的计算模型,分析润滑脂填脂量对轴承腔中润滑脂分布的影响规律,并提出最优填脂量润滑方案;对免维护尾轴承的密封圈进行过盈状态以及现场工况(曲柄剪刀差)下的应力分布计算及优化,以满足最优填脂量下的密封要求.研究结果表明:为保证轴承滚子的充分润滑以及密封圈在过盈状态下和曲柄剪刀差状态下的密封性能,免维护尾轴承润滑脂最优填脂量为 70%～90%,密封圈与轴承内圈的径向过盈量为 0.25 mm.通过试验验证了优化后的免维护尾轴承满足密封要求.研究结果可为游梁式抽油机免维护轴承的设计提供理论支撑.

    游梁式抽油机免维护轴承曲柄剪刀差润滑性能密封性能

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