应用于螺杆钻具的轴向振动冲击装置研制 被引量：12

1

作者 陈勇 吴仲华 +3 位作者 聂云飞 陈忠帅 曹小娟 李爱星 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期212-217,共6页

基于推力轴承滚动体在特制起伏轨道上滚动产生轴向振动的特性,研制了一种轴向振动冲击装置,通过与螺杆马达集成使用,具有旋冲钻井和螺杆+转盘双驱复合钻井的技术优点。装置的推力轴承结构由滚轮、滚轮支架和滚轮轨道组成,该结构分整个... 基于推力轴承滚动体在特制起伏轨道上滚动产生轴向振动的特性,研制了一种轴向振动冲击装置,通过与螺杆马达集成使用,具有旋冲钻井和螺杆+转盘双驱复合钻井的技术优点。装置的推力轴承结构由滚轮、滚轮支架和滚轮轨道组成,该结构分整个钻柱为轴向振动冲击部分和受冲击部分;滚轮轨道上端面均布凸轮齿(齿高9~17 mm),滚轮沿凸轮齿上升面滚动时,抬升钻柱振动冲击部分蓄能;滚轮沿凸轮齿下降时,振动冲击部分钻柱在钻压和自重作用下,由螺杆输出轴与冲击传动轴在接触面上产生冲击,两轴端面间距为冲程(比凸轮齿高度小4 mm)。以3 000 m中深井应用为基本条件,采用弹性杆模拟钻柱的方法,分析了装置冲击功和蓄能扭矩与钻压及冲程的关系,给出了冲程和钻压的取值范围,据此试制的样机,在冲击性能测试中,冲击力峰值达到钻压的2.2倍,在钻压20 k N,泵排量30 L/s条件下,装置寿命达到80 h。轴向冲击装置的研制达到了设计要求,初步具备工程应用的条件。 展开更多

关键词 冲击器 旋冲钻井 螺杆马达 冲击钻井系统 转盘双驱复合钻井 冲击功

下载PDF 职称材料

弯曲井眼中套管抗挤强度计算 被引量：8

2

作者 黄根炉 陈忠帅 +4 位作者 马庆涛 王丽 杜进进 郭敏 范光第 《石油机械》 北大核心 2011年第4期38-40,45,共4页

目前弯曲井眼中套管抗挤强度计算时没有考虑井眼弯曲的影响,无法确保固完井作业及生产过程中套管的安全。为此,根据弹性力学理论建立了井眼曲率和不均匀外挤力综合影响下的套管抗外挤强度公式。直接建立三维的套管模型,模型长度取10倍... 目前弯曲井眼中套管抗挤强度计算时没有考虑井眼弯曲的影响,无法确保固完井作业及生产过程中套管的安全。为此,根据弹性力学理论建立了井眼曲率和不均匀外挤力综合影响下的套管抗外挤强度公式。直接建立三维的套管模型,模型长度取10倍的套管外径,在套管的一端施加约束,另一端加弯矩来模拟井眼的弯曲。计算结果表明,在井眼曲率较大时,弯曲井眼中大尺寸厚壁套管抗外挤强度下降较为明显;理论计算的抗外挤强度通常小于模拟值,按照理论设计的套管是偏安全的,但不均匀度较大时需考虑模型计算的误差是否满足要求。 展开更多

关键词 弯曲井眼 抗外挤强度 曲率 不均匀外挤力 厚壁套管

下载PDF 职称材料

水力脉冲轴向振荡减阻工具研制 被引量：7

3

作者 张辉 于文涛 +1 位作者 陈忠帅 蔡文军 《石油矿场机械》 2014年第7期73-77,共5页

在大斜度井中,轴向力传递通常成为问题。为了减少摩阻并实现轴向力的连续传递,最新的减阻技术是水力脉冲诱发轴向振荡钻井技术,为此开发设计了一种水力脉冲轴向振荡减阻工具。介绍了该轴向振荡减阻工具的总体结构及技术特点、关键零部... 在大斜度井中,轴向力传递通常成为问题。为了减少摩阻并实现轴向力的连续传递,最新的减阻技术是水力脉冲诱发轴向振荡钻井技术,为此开发设计了一种水力脉冲轴向振荡减阻工具。介绍了该轴向振荡减阻工具的总体结构及技术特点、关键零部件的设计加工、动力马达基本结构参数合理配比优化、盘阀过流面积模拟、花键心轴表面处理技术及计算机辅助设计分析、碟形弹簧组合设计计算等。室内及现场试验表明:该工具性能可靠,能够解决托压的问题,减阻提速效果明显。 展开更多

关键词 轴向振荡 减阻工具 动力马达 盘阀 花键心轴

下载PDF 职称材料

大井径液压式扩眼器的研制与应用 被引量：3

4

作者 裴学良 陈忠帅 丛海洋 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期95-100,共6页

中国石油化工股份有限公司承建的土耳其TuzGlü天然气地下盐丘储气库,需要将井眼由215.9mm扩至444.5mm,此类扩眼作业在国内外均属首次。在分析扩眼施工技术难点的基础上,利用先进的有限元和三维ProE软件对扩眼器进行了力学分... 中国石油化工股份有限公司承建的土耳其TuzGlü天然气地下盐丘储气库,需要将井眼由215.9mm扩至444.5mm,此类扩眼作业在国内外均属首次。在分析扩眼施工技术难点的基础上,利用先进的有限元和三维ProE软件对扩眼器进行了力学分析和优化设计,最终研制出了YK304-444.5液压式扩眼器。其结构组成和工作原理为：由本体、活塞总成、上下限位机构和切削刀翼等组成;依靠钻井液流经活塞上的喷嘴产生一定的压降,推动活塞下行张开3个扩眼刀翼,并由活塞上的支撑装置锁紧。采用新研制的扩眼器顺利地完成了UGS-6等井的扩眼施工作业,未出现工具损坏问题,扩眼后的井眼直径达到设计要求。同时还在实践中不断地完善了盐岩层的大井径扩眼作业技术,并优选出如下作业技术参数：1钻压应控制在30kN以内,以减小扩眼过程中的扭矩;2排量介于45~55L/s,转速介于60~70r/min;3在进行盐层扩眼时要求使用饱和盐水钻井液。 展开更多

关键词 土耳其 盐丘 地下储气库 大井径 液压式 扩眼器 活塞 断裂力学

下载PDF 职称材料

石墨烯改性海绵取心工具研制与试验 被引量：3

5

作者 陈忠帅 吴仲华 司英晖 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期71-75,共5页

为了直接测量、准确获取岩心的含油饱和度,进行了石墨烯改性海绵取心工具的研制与试验研究。对常规海绵经石墨烯溶胶进行了浸渍、老化、超临界干燥等工艺改性处理,得到了石墨烯海绵材料。该海绵内部孔隙直径可调,常温下原油吸附量可达... 为了直接测量、准确获取岩心的含油饱和度,进行了石墨烯改性海绵取心工具的研制与试验研究。对常规海绵经石墨烯溶胶进行了浸渍、老化、超临界干燥等工艺改性处理,得到了石墨烯海绵材料。该海绵内部孔隙直径可调,常温下原油吸附量可达自身质量的80.5倍。在此基础上,设计开发了石墨烯改性海绵取心工具。采取预充海绵保护液和设置密封活塞方式对海绵材料进行防污染保护,通过室内试验确定海绵衬筒直径小于岩心直径0.6~1.0 mm,采用长条薄片压紧方式保护海绵内衬,使之同时满足了吸油和岩心进筒要求。通过与含油饱和度常规计算方法进行比较,确定了岩心含油饱和度的测量、计算方法。石墨烯改性海绵取心工具可在不影响取心收获率的前提下收集岩心逸出的原油,具有较好的推广应用前景。 展开更多

关键词 石墨烯 改性海绵 取心工具 含油饱和度 计算方法

下载PDF 职称材料

YLRb-8100液力加压取芯工具的研制及应用 被引量：3

6

作者 陈忠帅 《石油机械》 2016年第3期22-25,共4页

机械加压式取芯工具在极浅松软地层取芯时,钻铤配重不足以满足割芯要求;在大斜度井地层进行取芯时,钢球难以居中,导致割芯时岩芯爪收缩不完全,影响取芯收获率;取芯工具内筒不能自洗,易造成堵芯。为此,在Rb-8100型取芯工具改进的基础上,... 机械加压式取芯工具在极浅松软地层取芯时,钻铤配重不足以满足割芯要求;在大斜度井地层进行取芯时,钢球难以居中,导致割芯时岩芯爪收缩不完全,影响取芯收获率;取芯工具内筒不能自洗,易造成堵芯。为此,在Rb-8100型取芯工具改进的基础上,研发了YLRb-8100液力加压取芯工具。该工具采用液力憋压割芯方式,可有效解决机械加压取芯工具钻具配重和大井斜钢球不居中问题。室内试验和现场6口井的应用结果表明,该工具安全可靠,平均岩芯收获率80.6%,满足现场要求。 展开更多

关键词 取芯工具 液力加压 有限元 岩芯爪

下载PDF 职称材料

随钻地层流体保真取样筒保真参数优化方法

7

作者 姜传隆 颜廷俊 +3 位作者 张杨 孙腾飞 陈忠帅 孙浩玉 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期403-410,共8页

提出以地面预充氮气方法为主、井下增压方法为辅的随钻取样保真筒的设计思路,对其工作方式、取样参数优化方法进行讨论。取样筒中氮气腔的作用相当于储能气垫,可在一定程度上补充取样过程中因温度变化带来的压力损失,井下增压则是将样... 提出以地面预充氮气方法为主、井下增压方法为辅的随钻取样保真筒的设计思路,对其工作方式、取样参数优化方法进行讨论。取样筒中氮气腔的作用相当于储能气垫,可在一定程度上补充取样过程中因温度变化带来的压力损失,井下增压则是将样品尽快地压入样品腔,并进一步提高样品压力来弥补氮气腔无法提供的压力补偿。通过对取样保真筒工作方式的分析,引入非理想气体状态方程,根据取样流体泡点压力是否已知、现场应急取样等情况,对预充氮气压力、井下增压量和取样体积等保真参数的优化取值进行了推导和计算,同时分析了地面温度对保真参数的影响并提出了相应的校正方法。研究表明,地面预充氮气与井下增压随钻取样保真筒,可有效提高样品保真程度,地层流体样品到达地面时,可基本保证样品不发生物理相变现象,进而保证其具有在地层中原有的化学组分。 展开更多

关键词 随钻取样 地层流体 样品保真 泡点压力 预充氮气 井下增压 参数优化

下载PDF 职称材料

取心工具用大尺寸疏水吸油海绵的制备与吸油性能研究

8

作者 张辉 陈忠帅 +2 位作者 李绍坤 王帅 刘莲英 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期53-62,共10页

海绵取心工具(取心衬筒)中一种关键材料是高吸油海绵,为了满足钻井取心的使用需求,需要制备大尺寸、超疏水的吸油海绵。利用多巴胺(DA)氧化自聚(以NaIO_(4)为氧化剂)以及聚多巴胺(PDA)与疏水剂(十八胺,ODA)的反应,采用一步和两步浸涂法... 海绵取心工具(取心衬筒)中一种关键材料是高吸油海绵,为了满足钻井取心的使用需求,需要制备大尺寸、超疏水的吸油海绵。利用多巴胺(DA)氧化自聚(以NaIO_(4)为氧化剂)以及聚多巴胺(PDA)与疏水剂(十八胺,ODA)的反应,采用一步和两步浸涂法对小尺寸(30 mm×30 mm×10 mm)和大尺寸(910 mm×400 mm×10 mm)商用三聚氰胺海绵进行疏水改性;利用扫描电子显微镜(SEM)观察改性海绵的表面形貌,并测定其水接触角和吸油性能。结果表明:改性海绵表面形成了PDA粒子,两步法所得改性海绵的表面粒子细密、均匀;增大DA的质量浓度和提高氧化剂含量,海绵表面PDA粒子增多。确定了海绵改性的最优条件:DA质量浓度为4~6 mg/mL,DA与NaIO_(4)的质量比为1∶1,海绵在ODA溶液中的浸泡时间为2~4 h。在小尺寸样品研究结果的基础上,将大尺寸海绵在DA溶液中浸泡1 min,在空气中放置2 h,然后与ODA溶液反应4 h进行改性,所得大尺寸改性海绵的表面水接触角为152.6°,10 s时吸油量达90 g/g,并且多次吸油、析油后仍保持较高的吸油量和解析率,可以满足取心衬筒的使用要求。 展开更多

关键词 取心工具 高吸油海绵 疏水吸油性能

下载PDF 职称材料

五级分支井井眼选择性再进入技术在河3-支平1井的应用 被引量：1

9

作者 张辉 吴仲华 +2 位作者 聂云飞 孙振刚 陈忠帅 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2014年第6期104-106,共3页

五级分支井河3-支平1井为四靶点水平井,钻探目的是利用分支水平井技术完善区块开发效果,提高产能及采收率,开发河3-斜36断块的沙二63及沙二75,动用该层系位剩余油,其为我国陆上油藏第一口五级分支井。根据生产需要,后期投产进行了分支... 五级分支井河3-支平1井为四靶点水平井,钻探目的是利用分支水平井技术完善区块开发效果,提高产能及采收率,开发河3-斜36断块的沙二63及沙二75,动用该层系位剩余油,其为我国陆上油藏第一口五级分支井。根据生产需要,后期投产进行了分支井眼的选择性再进入施工。2011年7月完钻时电测显示下分支水侵严重,通过下入导向器封隔下分支井眼,再进入上分支井眼,进行替浆作业后投产上分支井眼;投产至2013年3月,产液含水95%以上,下入隔离套封隔上分支井眼,再进入下分支井眼,进行射孔作业后投产下分支井眼。现场应用证明,五级分支井井眼选择性再进入技术能够满足后期井下作业施工的需要。 展开更多

关键词 河3-支平1 五级分支井 分支井眼再进入 胜利油田

下载PDF 职称材料

钻井取心工具螺纹强度性能试验研究

10

作者 张万栋 吴江 +2 位作者 李炎军 司英晖 陈忠帅 《钢管》 CAS 2021年第5期72-76,共5页

为保证钻井取心作业的可靠性与安全性,通过理论计算、有限元模拟以及全尺寸强度评价试验三种方法对取心工具螺纹的抗拉和抗扭性能进行研究。在取心工具内外螺纹附近粘贴应变片,对比试验采集应变与有限元计算应变。结果表明,全尺寸强度... 为保证钻井取心作业的可靠性与安全性,通过理论计算、有限元模拟以及全尺寸强度评价试验三种方法对取心工具螺纹的抗拉和抗扭性能进行研究。在取心工具内外螺纹附近粘贴应变片,对比试验采集应变与有限元计算应变。结果表明,全尺寸强度评价试验结果与有限元计算结果能较好地吻合,因此可为其他规格、其他螺纹类型以及高温取心工具螺纹的强度性能研究提供技术支持与理论支撑。 展开更多

关键词 螺纹 钻井取心工具 有限元 强度 全尺寸试样

下载PDF 职称材料

用于极疏松地层的旋转插入式取芯工具研制

11

作者 左灵 裴学良 陈忠帅 《西部探矿工程》 CAS 2017年第3期72-74,77,共4页

目前用于浅层疏松地层的取芯工具,无论是采用机械加压还是采用液力憋压割芯的工具,都需要在取芯钻进过程中维持钻井液的循环。如此,一是极其疏松的岩芯会被钻井液冲走而不能进入取芯内筒,二是极其疏松的砂岩易造成堵芯,堵芯后地面无法判... 目前用于浅层疏松地层的取芯工具,无论是采用机械加压还是采用液力憋压割芯的工具,都需要在取芯钻进过程中维持钻井液的循环。如此,一是极其疏松的岩芯会被钻井液冲走而不能进入取芯内筒,二是极其疏松的砂岩易造成堵芯,堵芯后地面无法判断,岩芯很容易被磨掉,取芯收获率普遍偏低,所取资料满足不了勘探开发的需要。为此,研究开发了一种新式的旋转插入式取芯工具,该工具采用特殊的结构设计,取芯作业时采用不开泵取芯施工,目前已完成了样机设计、加工及室内试验研究。旋转插入式取芯工具的研制可望对提高极疏松地层的岩芯收获率、获全获准地层资料、提升疏松地层取芯技术发挥一定的作用。 展开更多

关键词 极疏松地层 取芯工具 旋转插入 结构设计 工作原理 室内试验

下载PDF 职称材料

随钻地层流体取样工具研制及现场试验 被引量：2

12

作者 陈忠帅 倪红坚 +3 位作者 周延军 孙浩玉 裴学良 吴仲华 《石油机械》 北大核心 2022年第11期37-42,共6页

针对电缆式地层流体取样器大斜度井下入困难,井筒近井壁区域受钻井液滤液长时间浸泡污染等问题,研制了随钻地层流体取样工具。该工具可在井筒打开后短时间内,控制伺服电机-减速丝杠带动活塞往复运动,驱动探针缩、出密封井壁并自动进行... 针对电缆式地层流体取样器大斜度井下入困难,井筒近井壁区域受钻井液滤液长时间浸泡污染等问题,研制了随钻地层流体取样工具。该工具可在井筒打开后短时间内,控制伺服电机-减速丝杠带动活塞往复运动,驱动探针缩、出密封井壁并自动进行流体的抽吸、存储,从而取得低污染率的地层流体样品。介绍了工具的系统组成和工作原理,对其控制系统、动力组件、取样组件和储罐系统等关键模块进行了设计,并通过现场试验验证了其工作可靠性。试验结果表明:研制的随钻流体取样工具满足?215.9 mm井眼的地层流体取样需求,并可实现地面系统与井下工具的信号传输和自动取样;工具耐温175℃,耐压140 MPa,一次入井可取样品4个,单个储罐容积500 mL,2回次6个取样点的样品平均污染率6.62%。该工具的研制可为随钻地层测试仪器的设计与应用提供技术借鉴。 展开更多

关键词 流体取样 随钻取样 探针 储罐 动力组件 CAN通信

下载PDF 职称材料