全尺寸随钻扩眼钻具系统振动特性仿真研究

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作者 侯福祥 张爱潇 +2 位作者 徐丙贵 单泓铭 王宏伟 《石油矿场机械》 CAS 2024年第1期1-10,共10页

随钻扩眼技术可在全面钻进的同时扩大裸眼段尺寸,在深井、超深井、小间隙井、侧钻井和复杂井况中得到了广泛应用。但对随钻扩眼过程中的振动特性和减振机理不明,扩眼作业中仍存在钻柱动力学稳定性差、扩眼质量不理想和机械钻速低等问题... 随钻扩眼技术可在全面钻进的同时扩大裸眼段尺寸,在深井、超深井、小间隙井、侧钻井和复杂井况中得到了广泛应用。但对随钻扩眼过程中的振动特性和减振机理不明,扩眼作业中仍存在钻柱动力学稳定性差、扩眼质量不理想和机械钻速低等问题。为研究随钻扩眼过程中钻柱的动力学特性,建立了呼101井钻具组合长5539 m的全尺寸钻柱系统仿真模型,对随钻扩眼过程中钻具瞬态振动进行仿真分析。基于仿真结果,研究了随钻扩眼过程中钻具振动特性受钻井参数和钻具组合的影响规律。研究成果可为随钻扩眼钻井参数和钻具组合的优化提供理论依据。 展开更多

关键词 随钻扩眼 钻具振动 仿真研究 钻井参数 钻具组合

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高含气率下增强叶轮内气液均匀混合的方法 被引量：13

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作者 张金亚 朱宏武 +2 位作者 徐丙贵 丁矿 强睿 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第6期641-645,共5页

针对高含气率条件下叶片式混输泵叶轮内气液分离、泵性能降低的问题,提出几种改进叶轮的措施(如添加短叶片、在气泡聚集处叶片上开孔、采用T型叶片等),以打碎气囊,从而增强气液的混合程度.基于设计流量与转速条件,采用Fluent软件对3种... 针对高含气率条件下叶片式混输泵叶轮内气液分离、泵性能降低的问题,提出几种改进叶轮的措施(如添加短叶片、在气泡聚集处叶片上开孔、采用T型叶片等),以打碎气囊,从而增强气液的混合程度.基于设计流量与转速条件,采用Fluent软件对3种改进叶轮在入口含气率分别为60%与80%下的流场进行了数值模拟.结果表明:3种措施均能改善液相流体在叶轮内的流线分布,增强气液混合程度;3个改进叶轮内最高含气率均低于原型叶轮,且含气率分布更加均匀.此外,对比4种叶轮的增压效果发现:在较低含气率下,改进叶轮的增压能力与原叶轮接近;在高含气率下,改进叶轮的增压能力普遍高于原叶轮.在3种改进的叶轮中,叶片上开孔的叶轮增压最大,并优于原型叶轮,表明该方法既增强了叶轮的气液混合能力,又最大限度地避免了额外的水力损失. 展开更多

关键词 油气混输泵 叶轮 含气率 气囊 气液混合

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数值模拟法在膨胀套管修复套损井技术中的应用 被引量：28

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作者 徐丙贵 张燕萍 +2 位作者 王辉 尹洪伟 贾涛 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期651-657,共7页

为了分析膨胀套管在套损井修复过程中的应力、应变及残余应力情况，剖析膨胀过程中管材内部变化规律，利用ANSYS软件建立了膨胀套管在套损井修复应用中的有限元模型，优选模型的边界条件，进行模型的数值模拟分析。数值模拟结果直观地... 为了分析膨胀套管在套损井修复过程中的应力、应变及残余应力情况，剖析膨胀过程中管材内部变化规律，利用ANSYS软件建立了膨胀套管在套损井修复应用中的有限元模型，优选模型的边界条件，进行模型的数值模拟分析。数值模拟结果直观地反映了管材膨胀过程中的应力一应变情况，结合实验室台架试验及现场施工，总结出可在制管、套管膨胀和后处理3个阶段采取有效措施消减残余应力；膨胀套管在高压液体作用下发生二次形变后，内径尺寸比膨胀锥的外径单边增加0．9～1．3mm，据此修正了膨胀锥、膨胀套管和原套管尺寸间的经验公式。在华北油田京708井采用膨胀套管技术修复套损井，施工完成后，产油量增加，含水率降低，达到施工要求，表明膨胀套管补贴套损井技术的有限元数值模拟分析符合油田现场施工的需求。 展开更多

关键词 膨胀套管 套损井修复 数值模拟 残余应力 二次膨胀

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一种高精度套管漏磁检测仪 被引量：4

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作者 陈金忠 林立 徐丙贵 《石油机械》 北大核心 2007年第9期165-167,共3页

详细介绍了国外一种高精度套管漏磁检测仪,该高精度套管漏磁检测仪是基于线性霍尔漏磁检测传感器与辨别传感器,在磁路、电子部分和机械机构方面的改进,其中采用有限元分析并结合套管检测的特点完成磁路设计,缺陷的分类采用管道常采用的... 详细介绍了国外一种高精度套管漏磁检测仪,该高精度套管漏磁检测仪是基于线性霍尔漏磁检测传感器与辨别传感器,在磁路、电子部分和机械机构方面的改进,其中采用有限元分析并结合套管检测的特点完成磁路设计,缺陷的分类采用管道常采用的按照长宽比例的分类。最终通过现场试验证实了仪器满足现场操作的技术要求和进行现场检测的性能要求。 展开更多

关键词 漏磁检测仪 高精度 套管 缺陷

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混合流体在垂直分支盲管中的流动问题研究

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作者 张金亚 朱宏武 +2 位作者 徐丙贵 丁矿 强睿 《石油机械》 北大核心 2012年第8期97-101,共5页

以一个垂直分支盲管为对象,研究其内部的复杂流动状况、油水分离情况、主管流量与盲管内含水率分布之间的关系。在主管不同流速与含水率条件下,采用数值模拟方法及代数滑移混合模型,求解了主管及盲管内油水混合物的流动问题。计算结果显... 以一个垂直分支盲管为对象,研究其内部的复杂流动状况、油水分离情况、主管流量与盲管内含水率分布之间的关系。在主管不同流速与含水率条件下,采用数值模拟方法及代数滑移混合模型,求解了主管及盲管内油水混合物的流动问题。计算结果显示,盲管由混合区和滞止区组成。混合区主要由2个循环涡组成,随着主管路流体流速的增加,盲管内混合区的长度增长。在滞止区形成了油水分离,且分离程度与滞止区的长度以及主管路的湍流强度有关,在进口速度从0.75 m/s到5.00 m/s变化时,滞止区内的最大含水质量分数从70%下降到30%。该结论对于研究分支盲管内的腐蚀、水合物形成等问题具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 混合流体 分支盲管 数值模拟 油水分离 流场特性

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膨胀管技术在钻井过程中的研究与应用 被引量：14

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作者 徐丙贵 贾涛 +1 位作者 黄翠英 吕明杰 《石油机械》 北大核心 2013年第4期11-15,共5页

膨胀管技术在钻井过程中主要用于解决漏失、套管下放不到位和高低压同层等问题。该技术不减小上层套管内径尺寸,原钻头及钻柱组合无需改变,特别是在深井和超深井的钻井中,膨胀管技术可封堵问题层段,并提供足够的作业通道。在介绍膨胀管... 膨胀管技术在钻井过程中主要用于解决漏失、套管下放不到位和高低压同层等问题。该技术不减小上层套管内径尺寸,原钻头及钻柱组合无需改变,特别是在深井和超深井的钻井中,膨胀管技术可封堵问题层段,并提供足够的作业通道。在介绍膨胀管技术发展现状的基础上,针对203.2 mm×244.5 mm规格的膨胀管串进行了组装和试验测试,结果表明优质膨胀管的膨胀率为21.3%,内通径达到222 mm。同时对管材膨胀后的抗内压和抗外压进行了测试,分别达到35和25 MPa,均未出现螺纹密封泄漏和塑性形变。最后在介绍膨胀管技术施工工艺的基础上指出,膨胀管技术可在不改变原有井身结构的条件下处理钻井遇到的问题,达到节约钻井成本、延长钻井深度的目的。 展开更多

关键词 膨胀管 钻井 复杂地层 膨胀率 连接方式

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实体膨胀管数值模拟及膨胀锥锥角优化设计 被引量：18

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作者 郭慧娟 杨庆榜 +1 位作者 徐丙贵 尹洪伟 《石油机械》 北大核心 2010年第7期30-32,91-92,共3页

选择了一种实体膨胀管,对其不同锥角时的膨胀过程进行了详细的数值模拟,研究了膨胀锥锥角与膨胀压力、压力波动、膨胀后半径及轴向缩短量的关系,以期为膨胀锥的优化设计提供理论参考。建模时采用非线性有限元分析软件ABAQUS,膨胀锥为主... 选择了一种实体膨胀管,对其不同锥角时的膨胀过程进行了详细的数值模拟,研究了膨胀锥锥角与膨胀压力、压力波动、膨胀后半径及轴向缩短量的关系,以期为膨胀锥的优化设计提供理论参考。建模时采用非线性有限元分析软件ABAQUS,膨胀锥为主面,膨胀管内壁为从面。结果表明,随着锥角的增大,膨胀压力和启动压力都逐渐增大,轴向缩短量随着锥角的增大而减小,锥角为15°时膨胀管轴向缩短量约为总膨胀长度的1.7%,综合膨胀压力、膨胀后半径及压力波动,比较理想的膨胀锥锥角为15～17°以及22°。 展开更多

关键词 膨胀管 膨胀锥 锥角 数值模拟 优化设计

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微沟槽织构对膨胀锥摩擦性能影响的数值模拟 被引量：1

8

作者 王鑫 郭慧娟 +3 位作者 徐丙贵 赵运才 王宏伟 郑彬 《石油机械》 北大核心 2023年第1期86-94,共9页

目前评价膨胀管技术主要从膨胀质量上来考虑,忽略了对膨胀锥摩擦性能的分析。为此,根据弹塑性理论推导了膨胀管达到塑性变形时反作用于膨胀锥的表面压力和滑动摩擦力,再采用ANSYS有限元软件对膨胀锥膨胀过程进行仿真模拟,对比分析了微... 目前评价膨胀管技术主要从膨胀质量上来考虑,忽略了对膨胀锥摩擦性能的分析。为此,根据弹塑性理论推导了膨胀管达到塑性变形时反作用于膨胀锥的表面压力和滑动摩擦力,再采用ANSYS有限元软件对膨胀锥膨胀过程进行仿真模拟,对比分析了微沟槽织构对膨胀锥摩擦性能的影响。研究结果表明:微沟槽织构应用到膨胀锥表面具有减小摩擦应力、减少摩擦副之间的接触面积等优点,可以有效减轻膨胀锥表面磨损,但应力集中更明显。研究结果可为微沟槽织构应用到膨胀锥上实现减摩耐磨提供理论参考。 展开更多

关键词 膨胀管 微沟槽 膨胀锥 接触压力 织构 摩擦应力

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膨胀式尾管悬挂器在短半径水平井中的应用 被引量：9

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作者 张燕萍 吴千里 +2 位作者 李梅 徐丙贵 唐克松 《石油机械》 北大核心 2011年第12期22-24,99,共3页

膨胀式尾管悬挂器应用于短半径水平井完井中,具有外形尺寸小、入井安全方便、环空过流面积大、密封性能好,且在注水泥过程中能活动套管以提高顶替效率等诸多优于常规悬挂器的特点。为此,将Ф177.8 mm×Ф114.3 mm膨胀式尾管悬挂器... 膨胀式尾管悬挂器应用于短半径水平井完井中,具有外形尺寸小、入井安全方便、环空过流面积大、密封性能好,且在注水泥过程中能活动套管以提高顶替效率等诸多优于常规悬挂器的特点。为此,将Ф177.8 mm×Ф114.3 mm膨胀式尾管悬挂器在哈萨克斯坦北布扎奇油田短半径水平井中推广应用,提供的15套悬挂器在应用中全部获得成功。现场应用表明,该悬挂器下井安全,中途不会坐封;操作简便,仅由泵车加压即可;膨胀管实际膨胀时间仅3 min;如遇阻能够加压、旋转、保证管柱下到设计位置;坐挂结束后,试压10.3 MPa,合格,证明环空已经全部密封,施工非常成功。 展开更多

关键词 尾管悬挂器 膨胀式 短半径水平井

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钻井用液动冲击器技术研究进展及应用对比 被引量：21

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作者 贾涛 徐丙贵 +2 位作者 李梅 王敦威 王海燕 《石油矿场机械》 2012年第12期83-87,共5页

论述了提高钻井速度的意义和方法。按照冲击力的方向可把液动冲击器分为轴向冲击器和扭力冲击器,介绍了该技术的研究进展。指出扭力冲击器是提高深部硬地层钻井速度的有效工具,具有广泛的应用前景。针对现场出现的问题,提出应开展对扭... 论述了提高钻井速度的意义和方法。按照冲击力的方向可把液动冲击器分为轴向冲击器和扭力冲击器,介绍了该技术的研究进展。指出扭力冲击器是提高深部硬地层钻井速度的有效工具,具有广泛的应用前景。针对现场出现的问题,提出应开展对扭力冲击钻井配套PDC钻头的研究、加强对扭力冲击工具内表面处理的研究、开展扭力冲击钻井破岩机理的研究。 展开更多

关键词 钻井工具 液动冲击器 钻井速度

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膨胀锥斜面角对膨胀管裸眼系统的影响分析 被引量：4

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作者 郭慧娟 徐丙贵 +1 位作者 吕明杰 尹洪伟 《石油机械》 2015年第8期32-36,共5页

以Ф194×10 型膨胀管为例, 利用ABAQUS 软件对30 组不同膨胀锥斜面角度的模型进行了分析.研究了膨胀锥斜面角度与膨胀管膨胀后的壁厚、缩短率和内径扩大率以及最大膨胀压力之间的变化规律.研究结果表明, 膨胀压力与锥体斜面角度呈... 以Ф194×10 型膨胀管为例, 利用ABAQUS 软件对30 组不同膨胀锥斜面角度的模型进行了分析.研究了膨胀锥斜面角度与膨胀管膨胀后的壁厚、缩短率和内径扩大率以及最大膨胀压力之间的变化规律.研究结果表明, 膨胀压力与锥体斜面角度呈现先减小后增大的趋势, 且角度越大, 压力波动越大.膨胀后管体的壁厚减薄率随着锥体斜面角度的变化规律为： 1°～24°时随着角度的增大而明显增大; 25°～30°时随着角度的变化, 膨胀管壁厚减薄率变化不明显.膨胀管内径扩大率与膨胀锥斜面角度之间呈非线性关系.在1°～24°之间时, 随着锥体斜面角度的增大, 内径扩大率逐渐增大; 在25°～30°之间时, 随着角度的增大, 内径扩大率并不明显.锥体斜面角度为1°和2°时, 内径扩大率为负值.最后通过现场试验, 验证了计算结果的合理性. 展开更多

关键词 膨胀管 膨胀锥 斜面角度 ABAQUS 裸眼系统

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可膨胀波纹管截面设计计算与评估方法 被引量：1

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作者 马汝涛 罗淮东 +1 位作者 徐丙贵 周英鹏 《石油机械》 北大核心 2019年第3期14-18,共5页

可膨胀波纹管截面设计是波纹管结构设计的关键环节,直接影响波纹管的应用效果。目前波纹管截面的设计方法过度依赖经验,计算效率和精度不高。为此,提出一种多瓣可膨胀波纹管截面设计计算方法。新方法在基本假设的基础上简化了几何模型,... 可膨胀波纹管截面设计是波纹管结构设计的关键环节,直接影响波纹管的应用效果。目前波纹管截面的设计方法过度依赖经验,计算效率和精度不高。为此,提出一种多瓣可膨胀波纹管截面设计计算方法。新方法在基本假设的基础上简化了几何模型,系统阐述了计算方法和步骤,同时提出以椭圆度为主要判断依据的计算评估方法,结合有限元仿真分析获得了优化波纹管截面结构的一般规律。分析结果表明:6瓣结构的波纹管的截面经膨胀后最容易还原为圆形;波纹管的波峰和波谷半径比越接近于1,膨胀后的椭圆度越低;多瓣波纹管的波峰处是残余应力集中的危险区域。与基于图形的试算方法相比,新方法的设计效率更高,计算结果的稳定性更强。 展开更多

关键词 可膨胀波纹管 截面设计 椭圆度 仿真计算 ANSYS

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