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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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    PDC齿切削砾岩的细观损伤模拟

    杨宏宇邓清源叶柏良刘建平...
    1-10页
    查看更多>>摘要：砾岩一般具有孔隙结构复杂、非均匀性严重等特点,PDC钻头钻进砾岩地层时破岩效率普遍较低,室内试验很难有效地研究PDC齿的破岩过程.为此,采用离散元软件PFC2D 建立了PDC齿切削砾岩的数值模型,研究不同切削深度、前倾角及岩石非均质度情况下,砾岩的破碎形式和过程,引入破岩比功评价了砾岩切削过程中的破岩效率.研究结果表明:一定范围内增加切削深度,砾岩内部剪切裂纹更快萌生且剪切裂纹占比显著增加,主裂纹沿自由面方向和切削方向绕砾扩展;提高砾岩非均质度,岩石逐渐由塑性破坏转变为脆性破坏,非均质度过高会增加砾岩的整体强度,且使作用在PDC齿上的冲击破坏频率增加,不利于破岩;当PDC齿以1 mm切削深度、5°前倾角切削砾岩时,可获得最高的破岩效率.所得结论可为PDC齿设计及切削参数选择提供理论支持.

    PDC齿离散元砾岩地层数值模拟细观损伤岩石切削

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    异形齿切削破碎页岩的试验与数值模拟研究

    温博张春亮吴昊任海涛...
    11-19页
    查看更多>>摘要：针对PDC钻头在页岩气钻井中破岩效率低和寿命短的问题,开展异形齿切削破碎页岩机理研究.选用凹面齿、斧形齿、三棱齿等典型异形齿开展切削页岩过程、切削载荷的试验研究,利用数值模拟分析异形齿切削过程中岩石的损伤特性.试验结果表明:切削齿切削页岩过程中,出现了镜面和"卷屑"等硬塑性特征;凹面齿切削载荷和破岩比功小于其他齿型;平面齿和三棱齿随着前倾角的增加,切削载荷呈增大趋势;凹面齿和斧形齿对前倾角的变化不敏感,且凹面齿在前倾角为10°时破岩效果最好;在相同条件下,4 种齿型中凹面齿形成的岩屑最大,利于破岩效率的提高.模拟结果表明:切削过程中凹面齿以"铲削"的方式破碎岩石,三棱齿和斧形齿的棱脊对岩石产生明显的挤压效果;三棱齿沿着棱脊将岩屑一分为二向两侧排出,而斧形齿在块体岩屑的中间部分形成了明显的塑性变形.研究结果可为页岩气钻井提速增效提供基础支撑.

    PDC钻头异形齿破岩效率载荷能耗岩屑

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    电脉冲破岩钻井地层主要参数敏感性分析

    程晋乔汉李星月韩飞...
    20-28页
    查看更多>>摘要：岩石的硬度、耐磨性等严重限制了深层超深层油气资源的高效开采,而电脉冲破岩钻井技术在破碎硬岩方面具有独特优势.为探究地层特性对电脉冲破岩效果的影响,根据电脉冲破岩的基本原理,并基于基本破岩单元建立了动态电损伤模型.基于动态电损伤模型,讨论了特定高压脉冲电源参数下,岩石特性对电脉冲破岩效果的影响.通过讨论分析可知,相对介电常数越大,岩石内部发生电击穿的时间成本越低,破坏深度与损伤总量也会越大;电击穿时间、破坏深度会随泊松比和弹性模量的变化出现小幅波动,但不具有规律性;岩石的密度不会对电脉冲破岩造成影响.相关结论可为电脉冲破岩钻井技术的进一步工业化应用提供一定参考.

    电脉冲破岩钻井岩石特性电击穿破岩地层参数敏感性

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    锯形PDC齿破岩与温度特性数值模拟研究

    吴泽兵袁若飞张文溪贺啸林...
    29-37,44页
    查看更多>>摘要：目前关于PDC仿生齿的研究多集中在波浪齿形上,鲜有与锯形齿破岩特性相关研究的报道.鉴于此,基于弹塑性力学与Drucker-Prager岩石失效准则,建立锯形PDC齿与花岗岩相互作用的有限元模型,对锯形PDC齿的破岩以及破岩温度特性展开研究.研究结果表明:相比普通PDC齿,锯形PDC 齿在破岩过程中所产生切削力峰值和均值更小,且该切削力均值减小约12.7%,机械比能减少约19%;后倾角增大情况下,锯形齿的机械比能和切削力均先减小后增大,最佳后倾角为10°时,锯形齿的机械比能和切削力最小,切削深度增加情况下,存在临界切削深度1.5 mm,超过1.5 mm后,切削力与机械比能呈现跳跃式增加,锯形齿在模拟范围内,最佳设计方案为3 个锯齿.所得结论对钻头布齿和优化设计具有指导意义.

    锯形PDC齿有限元模型破岩特性机械比能切削力后倾角切削深度

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    水力振荡器性能参数与减阻率影响规律研究

    姜华李军陈杰查春青...
    38-44页
    查看更多>>摘要：为更科学地优化水力振荡器的参数设计及施工参数设置,建立了水平段钻柱振动模型并进行了数值模拟,采用Minitab软件对数值模拟结果进行了分析,研制水力振荡减阻试验装置并开展了振荡减阻机理试验,通过方差分析了钻压、振动幅值及频率对减阻率的影响规律.分析结果表明:各因素对摩阻的影响程度由大到小依次为振动幅值>钻压>振动频率,其中钻压对减阻率的影响表现为消极,振动幅值和频率对减阻率的影响表现为积极,同时钻压、振动幅值、频率 3个因素对减阻率变化的贡献率分别为11.76%、51.98%及10.97%,振动幅值是水力振荡器设计中需要优先考虑的因素.研究结论可为水力振荡器的参数设计及现场应用中施工参数的设置提供理论支撑.

    水力振荡器减阻率影响因素正交数值模拟方差分析

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    超深井套管屈曲后钻具通过性计算模型研究

    杨卫星赫英状吴佳容李光辉...
    45-51页
    查看更多>>摘要：针对超深油藏井下载荷工况愈发恶劣的现状,对钻具在三维屈曲套管中的通过性进行了研究.通过对比钻具、套管、井筒尺寸的几何关系,考虑了套管屈曲相关参数,确定了钻具在套管正弦及螺旋2 种屈曲形式下的不变形通过最大长度,建立了套管屈曲后钻具通过性计算模型,并利用该模型进行了实例计算.应有限元确定了实例中套管屈曲形式,计算了不同屈曲时的通过性.计算结果表明,钻杆及钻铤在屈曲套管中可自由通过,钻具的通过性主要受钻头尺寸的影响.通过全尺寸实物试验对钻头在屈曲套管中的通过性进行了验证.结果显示,建立的计算方法也可用于其他井下工具的通过性计算,如油管在屈曲套管中、井下工具在屈曲油管中的通过性等,对油田现场作业具有重要指导意义.

    套管屈曲正弦屈曲螺旋屈曲通过性钻具井下工具超深井

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    胜利滩浅海复杂地层钻井关键技术研究与应用

    曹继飞
    52-58页
    查看更多>>摘要：胜利滩浅海地区油气资源储量丰富,老区产量递减快,勘探开发逐渐转向边际和深层,钻井过程中面临密集井网防碰难度大,深部坚硬地层钻速慢、复杂情况多发,油泥岩地层易坍塌,裂缝储层保护及固井质量要求高等难题.为有效解决上述钻井难题,通过理论研究、专项攻关和集成应用相结合的方法,形成了包括密集井组磁测距主动防碰技术、潜山复杂地层快速穿越技术、油泥岩多元封堵钻井液技术、高强恒定低密度水泥浆技术等关键技术.这些技术累计推广应用于200 余口井,形成了重点区域标准优快钻完井施工模式,有效保障了密集井组的施工安全,提高了潜山地层的钻井机械钻速,降低了复杂时效.所得结论可为滩浅海油气资源的高效勘探开发提供技术保障.

    滩浅海密集井组潜山地层油泥岩固井要求

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    全电式水下阀执行器多电机协同控制策略研究

    宋震何玉明曹佳王健行...
    59-67页
    查看更多>>摘要：水下采油树全电执行器多电机协同工作时,由于误差等导致减速器发生振动.为了减少同步误差导致传动系统发生振动的情况,通过对多电机协调策略进行研究,从控制算法层面提出了一种基于改进粒子群算法优化模糊PI补偿器的多电机协同控制策略.使用Logistic混沌映射并结合中心耦合游移的策略改进粒子群算法,采用改进后的算法离线优化模糊控制器的隶属度函数.为了得到最小的同步误差,在适应度评价函数中引入同步误差项.为了验证该方案,建立了Simulink/Adams 联合仿真模型,在 Adams 中以轴套力柔性连接替换理想约束,建立了联合仿真模型和传动机构动力学模型,对传动机构的振动情况进行了仿真.研究结果表明,该方法通过减小同步误差,能有效减轻传动系统的振动情况.所得结论可为多电机协同控制提供参考.

    水下采油树全电式水下阀执行器永磁同步电机多电机协同控制同步误差粒子群算法轴套力柔性连接

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    DYJ150型海洋带压作业机研制

    王鑫张树立刘悦蕾王丰良...
    68-75页
    查看更多>>摘要：针对国内没有满足海洋环境施工需求的带压作业机现状,研制了DYJ150 型海洋带压作业机.该带压作业机通过使用模块化设计方案和快拆式结构,将单个组装模块的质量控制在海洋吊机的承载范围内,满足了海洋环境吊装需求,安装、拆卸方便快捷;采用高承载能力的举升/下压系统,并内置伸缩式油管防挠装置,增强了带压作业机的作业能力,扩展了其应用范围,满足了海洋复杂井的施工需求;采用大扭矩、高转速油浴润滑式旋转系统,并集成有冷却系统,满足了长时间连续钻塞、磨铣等特种作业需求;采用多功能工作窗,能够在管重和管轻 2 种不同工况下,快速完成工具串的安装和拆卸.所得结论可为海洋环境油气田带压作业技术的应用提供参考.

    海洋平台带压作业机举升/下压系统旋转系统工作窗

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    海洋超高温高压油气钻井关键设备技术研究

    王蓉王定亚郝和伢刘文霄...
    76-81,87页
    查看更多>>摘要：为了提升我国海洋超高温高压钻井设备的国产化水平,对海洋超高温高压钻井主要设备进行了简要介绍,分析了海洋超高温高压钻井设备的国内外技术现状,重点阐述了海洋超高温高压钻井设备的关键技术及其研发思路.分析结果表明:钻井防喷器及控制系统、井口装置、泥线悬挂装置及井下工具等为当前急需攻关突破的超高温高压钻井关键设备;我国在这些关键设备的设计、制造和试验等多方面与国外存在差距,主要体现在高强度金属材料开发、密封设计制造、控制元器件开发和系统设备海试等4 项关键技术方面.就这些关键技术提出了比较详细的研发思路,以期推动超高温高压钻井关键装备的国产化进程,增强我国海洋超高温高压油气田的勘探开发能力.

    海洋钻井超高温高压主要设备关键技术高强度金属材料

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