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石油矿场机械

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2025年05期

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专题研究 | 基于人工神经网络的连续管疲劳分析软件开发

专题研究 | 基于人工神经网络的连续管疲劳分析软件开发

摘要：针对连续管工作过程中受到压力和弯曲造成的疲劳损耗问题,考虑屈服强度、外径、壁厚、弯曲半径和内压五个影响连续管疲劳寿命的关键因素，基于Matlab构建了多层BP人工神经网络，通过训练大量的数据得到了精度较高的连续管疲劳寿命预测模型，并将其封装成可供C#调动的动态链接库文件。利用VS平台C#.NET框架，开发了一款连续管疲劳分析软件。该软件界面友好,能够计算连续管整管的疲劳损耗，支持可视化疲劳分布展示和历史数据管理。现场应用表明，开发的软件和业内高水平软件相比表现良好，且与现场评估高度吻合。该成果为连续管安全管理和预防性维护提供了有力工具，对提高油气田安全作业具有重要意义。
专题研究 | 基于仿生蝎子的油气管道检测弹片特性研究

专题研究 | 基于仿生蝎子的油气管道检测弹片特性研究

摘要：为了提升油气管道检测精度，优化弹片式检测器的性能，基于蝎子缝隙结构分析方法，通过有限元分析与试验验证相结合，探究不同宽度长方形缝隙对弹片应力及应变的影响。结果表明，随着缝隙宽度增加，最大应力值减小，电压响应更敏感;斜率增大，初始电压升高，截距增大，弹片刚度降低。仿生蝎子缝隙的弹片设计可显著提高检测器灵敏度与精度，研究结果可为油气管道检测技术发展提供新思路与方法，推动管道检测技术向更高精度迈进。
专题研究 | 考虑真实钻井液流变特性的喷嘴结构优化研究

专题研究 | 考虑真实钻井液流变特性的喷嘴结构优化研究

摘要：针对高压喷射钻井技术当前均是以清水为介质进行试验研究，与现场使用的钻井液实际工况数据差异大等问题，采用数值分析方法，优选能反映钻井液流变性能的四参数流体模型，分析对比钻井液和水高压喷射流场形态、对岩石表面冲击力和对岩屑横推力分布，揭示了喷嘴结构参数对钻井液压耗和对岩石表面冲击力影响规律。研究结果表明，在喷嘴出口处，钻井液流速比水高,但是钻井液等速核长度比水短。喷嘴正前方的靶面上存在一个低流速、高压力区域，是冲击破岩的关键部位。而远离低速区，垂直于射流方向的流速先增大后减小，是横推岩屑运移的主要作用区域。优选适合真实钻井液高压喷射钻进的喷嘴直径为 7mm ，无量纲入口直径为2.25，无量纲出口长度为0.45，无量纲入口长度为0，最佳收缩段夹角为 12.5^° 。优化的喷嘴在西南油气田中上部地层开展现场试验，泸H1-1井平均机械钻速 7.42m/h ，较邻井泸H1-2井提高了 54.9% 。研究成果可对高压喷射技术在钻井领域的深度应用提供指导。
设计计算 | 弯曲载荷下钻挺接头强度分析与优化设计

设计计算 | 弯曲载荷下钻挺接头强度分析与优化设计

摘要：为解决钻钙螺纹接头在弯曲载荷下的失效问题，通过有限元仿真与试验测试相结合的方法，研究螺纹接头公扣和母扣弯曲强度比及减应力槽对其弯曲应力的影响。研究结果表明，与无减应力槽且弯曲强度比为1.73的结构相比，带减应力槽且弯曲强度比为2.15的结构使钻挺接头处应力下降了 56.18% 。增大钻挺母扣外径比和增大公扣流道内径对改善应力的效果更好，同时，减应力槽也有效改善了螺纹接头处的应力。研究成果可为钻挺接头在弯曲载荷下的强度分析与优化设计提供理论依据和技术支持。
设计计算 | 螺杆泵液压制动防反转装置热力耦合分析

设计计算 | 螺杆泵液压制动防反转装置热力耦合分析

摘要;液压制动防反转装置能够提供有效的制动扭矩,避免螺杆泵停机，但由于抽油杆反转速度过高易引发安全问题。建立了采油螺杆泵液压制动防反转装置热力耦合有限元模型，研究液压制动装置制动扭矩与制动盘温升的影响因素及变化规律。结果表明，制动扭矩仅与液压压力相关，温升与制动圈数和液压压力相关，液压压力越大，防反转装置制动扭矩与温升越高。根据分析结果，提出了制动扭矩、温升与液压压力拟合公式，可为螺杆泵液压制动技术的研究提供理论指导。
设计计算 | 旋转导向钻井系统用探管扶正器设计研究

设计计算 | 旋转导向钻井系统用探管扶正器设计研究

摘要：旋转导向钻井系统目前广泛应用于定向钻井工艺中，探管扶正器作为关键部件之一，主要功能是将仪器内测量模块在泥浆流道内扶正居中并固定，降低仪器井下振动对测量结果的影响，以及降低扶正肋对流道内液体压力的影响。针对探管扶正器的功能需求，设计一种三肋探管扶正器结构，采用CFD方法对其进行全三维数值模拟，分析流体通过扶正肋时的流场，计算流体流经探管扶正器的压力损失，依据分析结果对扶正肋结构进行优化。结果表明，流体通过扶正肋时的流线较为紊乱，有一定的压力损失；排量越大与泥浆配比越大，总压损失就会越大。通过对功能和工作环境分析，完成了探管扶正器的选材及结构定型，实现了探管扶正器的优化设计。
开发应用 | ϕ177.8mm套管超级一趟多层压裂充填防砂工艺研究及应用

开发应用 | ϕ177.8mm套管超级一趟多层压裂充填防砂工艺研究及应用

摘要：为解决渤海油田 ?177.8mm 套管井增储上产难题，针对渤海油田不均质性强储层、长防砂段且薄油层储层日益增多现状，设计了一种超级一趟多层压裂充填防砂工艺。可一趟钻实现5层防砂段 400m 冲管、4m³/min 大排量压裂作业，并在PL19-3C30S4井完成现场应用，一趟完成5层389m防砂段压裂充填作业，最大排量 3m³/min ，累计加砂量 89.7m³ ，投产后日产油提升3倍，达到预期配产。应用结果表明,该技术可降低循环摩阻，实现超长防砂段一趟多层大排量压裂充填防砂作业，有效改善井下流动环境，提高油井产量，具有推广应用价值。
开发应用 | 硬地层裸眼侧钻分支井技术研究与应用

开发应用 | 硬地层裸眼侧钻分支井技术研究与应用

摘要：为解决渤海油田渤中BZ19-6区块面临的断块小、油藏埋藏深、储层地质条件复杂，以及传统井型储层段暴露比低、非储层段建井成本高等难题,探索应用裸眼侧钻分支井技术。悬空侧钻对地层可钻性有严格要求，而裸眼回填水泥侧钻无法满足主井眼的生产需求，提出了采用斜向器实施硬地层裸眼井侧钻的方法。该技术可成功解决主分支井眼的生产连通性、裸眼井锚定与坐挂，以及侧钻位置与锚定点的优化选择等关键问题。通过现场实施验证该技术具有可行性，显著提升油气产量，为相似地质条件下油气田开发提供有效的技术指导和实践路径。
开发应用 | 分段注水注酸主动式流量控制装置研制

开发应用 | 分段注水注酸主动式流量控制装置研制

摘要：针对分层注水动管柱、钢丝投捞、电缆测调及远程信号测控等作业均需要手动调节注入量，且工具和工艺受到井底工况限制，裂缝型碳酸盐岩油藏笼统注酸时局部酸液大量流失等难题，研制了一种可根据出流速度自动调节开启程度的井下装置。基于Fluent数值仿真计算和室内压力流量试验，验证了装置随流速自行调节开启程度的功能。研究表明，当装置中间孔板位置固定，压差增大，流量增大；同压差下，出口平均流速随出口面积减小而增大；中间孔板受到的作用力差值增大至大于弹簧弹力时，装置关闭，流量呈现先增大后减小归0的趋势;随着中间孔板流道直径的增大，流量呈现先增大后减小的趋势，在本装置尺寸及压差范围内，优选中间孔板流道直径为 3.0～ 4.0mm 。装置可根据不同层段出流速度自动控制装置开启程度而控制层段注入量，对于工况恶劣、作业费用高、无法下入精密仪器的超深缝洞型储层注水替油或者碳酸盐岩裂缝型油藏水平井均匀注酸提供了新方法。
开发应用 | 新型化学驱可调分压工具研制与应用

开发应用 | 新型化学驱可调分压工具研制与应用

摘要：为解决油田化学驱分注井现有测调技术存在的问题，优化化学驱测调周期，研制了新型化学驱可调分压工具。依据流体力学基本方程，通过理论计算与模拟分析设计初版工具，再聚焦低黏损节流性能与工具及配注器匹配优化，借助CFD、有限元软件分析精准模拟聚合物流动特性改进方案，同时结构优化设计以提升工具性能。结果表明，在室内水力特性试验中，新型工具在 10～50m³/d 区间内聚合物溶液黏损率低于 5% ，优于行业平均水平；现场应用 300π 井，测调合格率高，调整效率大幅提高，平均稳定时间短，劳动强度降低，一次调整合格率超 95% 。新型工具显著缩短单井测调时间，提高测调效率，提升注入质量与采收率，降本增效显著，性能可靠稳定、适应性强，对推动化学驱高效测调技术发展具有指导意义。
开发应用 | 全通径永久式锚定封隔器的研制与应用

开发应用 | 全通径永久式锚定封隔器的研制与应用

摘要：针对现有套管开窗侧钻锚定器无法为主井眼提供生产通道、且无法防止侧钻分支井过程中出现的岩屑污染储层的问题，研制了全通径永久式锚定封隔器。该锚定封隔器锚定性能可靠，且具备大通径，无需回收即可为主井眼保留生产通道。该封隔器胶筒密封机构具备良好的环空承压和密封能力，可有效防止岩屑落入主井眼，避免储层污染。室内试验和现场应用表明，该工具抗压和抗拉能力达 1000kN ，抗扭转能力达 50kN?m ，胶筒坐封后，可承压 21MPa ，在套管分支井开窗侧钻作业中，具有可靠的锚定能力、环空承压能力和密封能力，具有市场推广和现场应用前景。
开发应用 | 井下电动油管打孔工具研制

开发应用 | 井下电动油管打孔工具研制

摘要：为解决油田生产过程中油套连通性差而引发产量下降等问题，传统多采用火药射孔技术来恢复连通，易对套管造成损害。基于模块化设计理念，研发了一种新型井下电动油管打孔工具。该工具采用电动液压推力系统，能够实现对油管的精准打孔。此方式能有效提升油套连通性，且保护了套管的结构完整性，避免了因套管受损而引发的一系列后续问题。试验表明，该井下电动油管打孔工具展现出良好的性能与效果，为油田后续增产作业提供了技术支撑，具有显著的技术创新性和应用前景。

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目录

专题研究 | 基于人工神经网络的连续管疲劳分析软件开发

专题研究 | 基于人工神经网络的连续管疲劳分析软件开发

专题研究 | 基于仿生蝎子的油气管道检测弹片特性研究

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专题研究 | 考虑真实钻井液流变特性的喷嘴结构优化研究

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设计计算 | 弯曲载荷下钻挺接头强度分析与优化设计

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设计计算 | 螺杆泵液压制动防反转装置热力耦合分析

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开发应用 | ϕ177.8mm套管超级一趟多层压裂充填防砂工艺研究及应用

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开发应用 | 硬地层裸眼侧钻分支井技术研究与应用

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开发应用 | 全通径永久式锚定封隔器的研制与应用

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开发应用 | 井下电动油管打孔工具研制

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