月牙形和偏心圆筒形内壁磨损套管应力分析 被引量：9

1

作者 王刚庆 刘旭辉 +1 位作者 王小增 窦益华 《石油机械》 北大核心 2013年第4期35-39,共5页

为了分析偏心圆筒形磨损套管和月牙形磨损套管的等效应力,以177.8 mm×12.65mm的P110钢级套管为例,建立了月牙形磨损套管和偏心圆筒形磨损套管的有限元模型,用有限元法分析了内、外压作用下不同磨损深度套管的偏心圆筒形模型和月... 为了分析偏心圆筒形磨损套管和月牙形磨损套管的等效应力,以177.8 mm×12.65mm的P110钢级套管为例,建立了月牙形磨损套管和偏心圆筒形磨损套管的有限元模型,用有限元法分析了内、外压作用下不同磨损深度套管的偏心圆筒形模型和月牙形磨损模型的等效应力,同时还分析了不同直径钻杆磨损后月牙形磨损套管的等效应力。分析结果表明,受磨损套管内部应力的影响,在内、外压作用下月牙形磨损套管的等效应力大于偏心圆筒形磨损套管的等效应力;将月牙形磨损模型转化为偏心圆筒形模型来分析磨损套管的等效应力是危险的,相同磨损深度和载荷作用下月牙形磨损模型的等效应力更大;将月牙形磨损模型转化为偏心圆筒形模型来分析磨损套管的剩余强度值偏大。 展开更多

关键词 偏心圆筒形模型 月牙形模型 内壁磨损 套管 等效应力 有限元分析

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连续管旋转射流油管除垢技术研究和应用 被引量：14

2

作者 吕维平 刘菲 +2 位作者 盖志亮 邢海军 王刚庆 《石油机械》 北大核心 2014年第5期80-83,共4页

为了对油套管内壁进行全方位的清洗除垢,同时克服射流清洗除垢方式的不足,提出了连续管旋转射流除垢技术。该技术通过减少喷嘴数量和降低排量,提高喷嘴的射流速度,利用喷射反力和旋转接头使喷嘴旋转对油管内壁实施全方位除垢。旋转射流... 为了对油套管内壁进行全方位的清洗除垢,同时克服射流清洗除垢方式的不足,提出了连续管旋转射流除垢技术。该技术通过减少喷嘴数量和降低排量,提高喷嘴的射流速度,利用喷射反力和旋转接头使喷嘴旋转对油管内壁实施全方位除垢。旋转射流工具包括限速旋转接头和喷嘴,对喷嘴流道和射流流体进行了优化,通过地面试验对限速旋转喷射工具的性能和参数选择的合理性进行了验证,同时对该技术进行了现场应用。地面试验结果表明,油管除垢的喷嘴射流速度要在150 m/s以上,这样才能完全清除油套管内壁的杂质,达到恢复井筒通径的目的。 展开更多

关键词 连续管 旋转射流 射流清洗 除垢 旋转接头 喷嘴

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连续管注入头驱动液路系统设计及优化 被引量：10

3

作者 杨高 张士彬 +3 位作者 刘寿军 王刚庆 吴大飞 郑延 《石油机械》 北大核心 2013年第11期96-99,共4页

为了满足各种连续管作业工艺的控制要求,适应探井底、解卡等特殊施工的需要,防止误操作,提高处理紧急事故的能力,开展了连续管注入头驱动液路系统研究,进行了负载反馈控制模块和双刹车控制系统设计,并通过试验完成了液路系统的优化改进... 为了满足各种连续管作业工艺的控制要求,适应探井底、解卡等特殊施工的需要,防止误操作,提高处理紧急事故的能力,开展了连续管注入头驱动液路系统研究,进行了负载反馈控制模块和双刹车控制系统设计,并通过试验完成了液路系统的优化改进。现场应用结果表明,所设计的液路系统满足连续管作业的多种控制要求,具备处理突发事故的能力,可有效防止误操作,而且操作简单、安全可靠,有效保证了连续管作业时的安全施工。 展开更多

关键词 连续管 注入头 液压系统 反馈控制 刹车控制

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海洋水下井口封堵装置技术研究与发展建议 被引量：7

4

作者 刘小卫 王刚庆 +3 位作者 王定亚 邓平 周亚辉 孟凡召 《石油机械》 北大核心 2013年第8期43-46,共4页

介绍了海洋水下井口封堵装置及其技术发展现状,尤其对当前美国OSRL、MWCC、Wildwell及英国OSPRAG等几家联合公司的典型封堵装置的结构技术参数和性能特点进行了重点分析研究。最后提出搞好深水相关装备技术研究、实施联合开发与集成创... 介绍了海洋水下井口封堵装置及其技术发展现状,尤其对当前美国OSRL、MWCC、Wildwell及英国OSPRAG等几家联合公司的典型封堵装置的结构技术参数和性能特点进行了重点分析研究。最后提出搞好深水相关装备技术研究、实施联合开发与集成创新、加强装备研发和人才培养力度及加快海洋工程试验基地建设等4点海洋水下井口封堵装置国产化发展建议。 展开更多

关键词 海洋 水下井口 封堵装置 技术参数 技术现状 发展建议

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射孔段管柱瞬态响应及应力强度分析 被引量：6

5

作者 张伟 徐成 +2 位作者 李明飞 张林 王刚庆 《石油机械》 2017年第11期90-94,110,共6页

为了了解射孔爆轰载荷作用下射孔段管柱的动态响应和应力强度安全性,应用ANSYS有限元分析软件建立了射孔段管柱有限元模型,对射孔段管柱进行瞬态响应及应力强度分析,得到了射孔段管柱振动位移、速度、加速度及等效应力等对射孔冲击载荷... 为了了解射孔爆轰载荷作用下射孔段管柱的动态响应和应力强度安全性,应用ANSYS有限元分析软件建立了射孔段管柱有限元模型,对射孔段管柱进行瞬态响应及应力强度分析,得到了射孔段管柱振动位移、速度、加速度及等效应力等对射孔冲击载荷的响应规律,并考察了射孔段管柱长度和壁厚对管柱应力强度的影响。分析结果表明:在射孔爆轰载荷作用下,射孔段管柱受压缩和拉伸冲击载荷交替作用;管柱各处的振动位移、速度和加速度都随时间做周期性变化,且周期相同;距离封隔器越远(距离射孔爆轰源越近),振动速度和振动加速度幅值越大;射孔冲击引起的管柱振动加速度峰值可以达到重力加速度的数百倍,从而产生剧烈的动载;离封隔器越近,管柱的振动位移越小,但管柱的等效应力越大;射孔段管柱越长,管柱壁厚越厚,最大等效应力越小。所得结论可为射孔段管柱优化配置提供参考。 展开更多

关键词 射孔管柱 射孔爆轰 瞬态响应 速度响应 应力分析

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LG450/50-6500车载式连续管作业机 被引量：5

6

作者 杨志敏 刘鑫 +3 位作者 潘年明 王刚庆 颜家福 叶勇华 《石油机械》 2016年第9期87-89,93,共4页

在重庆和四川的偏远地区蕴含丰富的油气资源,普遍井深超过5 000 m,但是这些地区道路条件复杂,拖装连续管作业机无法顺利达到井场,而普通车载式连续管作业机由于底盘车结构的限制,最大容量无法突破5 000 m(φ50.8 mm连续管),为此,开发了L... 在重庆和四川的偏远地区蕴含丰富的油气资源,普遍井深超过5 000 m,但是这些地区道路条件复杂,拖装连续管作业机无法顺利达到井场,而普通车载式连续管作业机由于底盘车结构的限制,最大容量无法突破5 000 m(φ50.8 mm连续管),为此,开发了LG450/50-6500车载式连续管作业机。该作业机可适应川渝地区复杂的道路条件,并满足该地区页岩气等油气井作业需求。滚筒车底盘采用框架式大梁结构,滚筒车实际承载能力61 t,其框架尺寸可适应外缘直径3 760 mm,内宽2 200 mm的滚筒安装要求,满足6 500 m连续管(φ50.8 mm)的装载需求。注入头最大提升力450 kN,可满足6500 m连续管(φ50.8 mm)钻磨、压裂、冲洗井以及测井等不同类型作业要求。研究内容可为连续管作业机的应用和结构优化提供参考。 展开更多

关键词 连续管作业机 车载式 两车装

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自爬式钻杆现场检测装置的研制 被引量：4

7

作者 刘丹 汤清源 +1 位作者 王刚庆 王文军 《石油机械》 2016年第10期33-36,共4页

采用涡流检测方式只能检测钻杆表面和近表面缺陷,超声波检测方式对检测环境的要求较高,检测装置结构复杂,且检测过程中需施加耦合剂,不适合钻杆现场检测。鉴于此,研制了自爬式钻杆现场检测装置。该装置基于漏磁检测原理,通过霍耳元件拾... 采用涡流检测方式只能检测钻杆表面和近表面缺陷,超声波检测方式对检测环境的要求较高,检测装置结构复杂,且检测过程中需施加耦合剂,不适合钻杆现场检测。鉴于此,研制了自爬式钻杆现场检测装置。该装置基于漏磁检测原理,通过霍耳元件拾取钻杆本体外的漏磁场信号,然后通过系统配套的信号转换器和信号处理系统对采集的缺陷信号进行采样、调理、A/D转换和分析处理,以此来测量和评价其内部的腐蚀坑、裂纹及偏磨等缺陷,进而达到对钻杆缺陷进行定位和判断的目的。现场检测结果表明:当励磁电流达到3.5 A时,自爬式钻杆检测装置可准确识别钻杆各类缺陷,且性能稳定可靠。该装置给管子站和井场现场堆放的钻杆提供了一种方便的检测手段,为钻杆的重复利用提供了技术保障。 展开更多

关键词 自爬式 漏磁检测 霍耳元件 钻杆

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基于钻井数据反演的牙轮钻头与岩石互作用仿真 被引量：1

8

作者 杨高 况雨春 +2 位作者 赵增强 张海龙 王刚庆 《石油机械》 北大核心 2008年第6期9-12,92,共4页

通过建立牙齿的简化破碎坑模型和牙齿微面上的受力模型来模拟牙轮钻头与岩石的互作用,由破碎坑半锥角θ和力-压入系数k共同反映钻头结构、钻井参数以及岩石性质等因素的综合影响。根据现场钻井数据,采用误差梯度下降算法结合计算机仿真... 通过建立牙齿的简化破碎坑模型和牙齿微面上的受力模型来模拟牙轮钻头与岩石的互作用,由破碎坑半锥角θ和力-压入系数k共同反映钻头结构、钻井参数以及岩石性质等因素的综合影响。根据现场钻井数据,采用误差梯度下降算法结合计算机仿真技术来反演这2个模型的参数值,并使用反演得到的参数值,进行钻进过程的计算机仿真致效,所得钻头的仿真钻进曲线和机械钻速与实际钻井十分吻合。研究结果表明,基于钻井数据反演的牙轮钻头与岩石互作用仿真方法,可以通过相对简单的模型求得更加准确的结果。 展开更多

关键词 牙轮钻头 计算机仿真 反演 互作用

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粒子冲击钻井钻头内流道冲蚀特性研究 被引量：2

9

作者 邢雪阳 徐依吉 +1 位作者 杨勇 王刚庆 《石油机械》 2015年第11期39-43,共5页

粒子钻头喷嘴及内流道水力参数设计、冲蚀规律及防冲蚀和耐磨损研究对粒子冲击钻井技术的成败至关重要。通过理论分析、数值模拟及试验研究相结合的方法,设计了粒子钻井用射流喷嘴及流道结构,研究了粒子钻头内流道冲蚀特性,并提出了粒... 粒子钻头喷嘴及内流道水力参数设计、冲蚀规律及防冲蚀和耐磨损研究对粒子冲击钻井技术的成败至关重要。通过理论分析、数值模拟及试验研究相结合的方法,设计了粒子钻井用射流喷嘴及流道结构,研究了粒子钻头内流道冲蚀特性,并提出了粒子钻头内流道防冲蚀和耐磨措施。研究结果表明,粒子钻头采用等径12 mm锥直型双喷嘴组合,内流道收敛段和加速直线段长度分别为37和60 mm,喷嘴入口直径25 mm,收缩角半角10°;粒子钻头内流道由于过流断面突变存在多个低压漩涡区,可能导致内流道空蚀磨损,而冲蚀磨损主要在内流道底部,可通过倒角直径变大和内流道镀镍表面强化处理措施解决;钻头内流道最大冲蚀磨损率不到1%,冲蚀磨损较轻,说明内流道结构设计合理。 展开更多

关键词 粒子冲击钻井 钻头 射流喷嘴 内流道 冲蚀磨损 空蚀 流场模拟

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三偏心蝶阀优化设计的遗传算法及Matlab实现

10

作者 丁庆新 孙广斌 +2 位作者 王刚庆 赵宏林 李德俭 《石油机械》 北大核心 2009年第11期22-24,共3页

传统复合形算法在快速构造初始复合形、有效进行一维搜索、合理构造新复合形等方面存在不足,不再适应三偏心蝶阀密封副新的设计要求,为此提出一种基于工程遗传算法的三偏心蝶阀密封副主结构参数优化设计思想。在分析蝶阀结构原理的基础... 传统复合形算法在快速构造初始复合形、有效进行一维搜索、合理构造新复合形等方面存在不足,不再适应三偏心蝶阀密封副新的设计要求,为此提出一种基于工程遗传算法的三偏心蝶阀密封副主结构参数优化设计思想。在分析蝶阀结构原理的基础上建立了密封副优化模型,并利用Matlab遗传算法优化工具箱对问题进行了求解。结果认为,三偏心蝶阀摩擦特性最优化模型为多维约束优化问题,且目标函数和约束函数为非线性的;遗传算法对目标函数和约束条件复杂程度没有过多要求,且能在较大的概率和有效时间内求得整体最优解。 展开更多

关键词 三偏心蝶阀 密封副 遗传算法 MATLAB 优化设计

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水泥环缺失对水平井套管强度安全性影响分析 被引量：14

11

作者 窦益华 韦堃 +2 位作者 罗敬兵 王刚庆 李明飞 《石油机械》 北大核心 2019年第9期17-22,共6页

在水平井固井过程中,常常发生水泥环缺失,影响套管的强度安全性。为此,综合考虑水泥环缺失位置、缺失厚度与环向缺失角度,利用有限元分析方法,建立了水平井套管-水泥环-地层力学分析模型,考虑套管内压与非均匀地应力的作用,模拟水平井... 在水平井固井过程中,常常发生水泥环缺失,影响套管的强度安全性。为此,综合考虑水泥环缺失位置、缺失厚度与环向缺失角度,利用有限元分析方法,建立了水平井套管-水泥环-地层力学分析模型,考虑套管内压与非均匀地应力的作用,模拟水平井中水泥环缺失段套管的应力分布情况,着重分析了第一胶结面和第二胶结面水泥环缺失厚度对套管强度安全性的影响。分析结果表明:水泥环第一胶结面缺失对套管的应力分布影响较大,缺失比存在一个临界值,若缺失厚度大于该临界值,套管的应力将发生突变;水泥环第二胶结面缺失时,套管应力随缺失厚度增大而逐渐增大,没有应力突变;套管应力极值点位置随着水泥环环向缺失角度的变化而变化,环向缺失角度为60°时,套管的应力极值最大。所得结论可为水平井固井过程中套管的强度判断提供依据。 展开更多

关键词 套管 强度安全性 水泥环缺失 胶结面 水平井 有限元分析

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有缆连续管钻井系统在侧钻水平井中的应用现状 被引量：17

12

作者 刘寿军 于东兵 +2 位作者 王刚庆 张富强 熊革 《石油机械》 北大核心 2018年第10期1-5,共5页

在叙述连续管钻井发展历程的基础上,分析了有缆连续管钻井系统在侧钻水平井中的应用现状及其关键工具发挥的重要作用。介绍了有缆钻井系统在套管开窗和地层水平钻进中的典型应用实例。分析了定向工具发展历程以及有缆连续管钻井系统在... 在叙述连续管钻井发展历程的基础上,分析了有缆连续管钻井系统在侧钻水平井中的应用现状及其关键工具发挥的重要作用。介绍了有缆钻井系统在套管开窗和地层水平钻进中的典型应用实例。分析了定向工具发展历程以及有缆连续管钻井系统在老井欠平衡钻井作业中发挥的重要作用,最后结合国内油田钻井过程中暴露的问题,提出了相关建议,即连续管直径并非是限制国内侧钻水平井发展的决定因素,应当加快开发侧钻水平井的有缆连续管钻井系统,并指出其具有紧迫性。 展开更多

关键词 有缆连续管 钻井系统 水平井钻井 定向器 欠平衡 应用现状 建议

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煤炭地下气化点火装置燃烧特性数值研究 被引量：2

13

作者 张友军 王刚庆 +4 位作者 王峰 谭文锋 任武 刘凯文 陈展 《石油机械》 北大核心 2022年第11期98-103,共6页

为保障煤炭气化过程安全、稳定,利用气动壅塞原理设计了一种流量准确可控的新型井下“火炬式”点火装置。使用连续管将点火装置送入井下预定位置,注入点火剂和氧气实现自燃引火,着火后持续注入主燃料和空气进行稳定燃烧,进而点燃煤层。... 为保障煤炭气化过程安全、稳定,利用气动壅塞原理设计了一种流量准确可控的新型井下“火炬式”点火装置。使用连续管将点火装置送入井下预定位置,注入点火剂和氧气实现自燃引火,着火后持续注入主燃料和空气进行稳定燃烧,进而点燃煤层。利用Fluent软件对该点火装置内部燃烧流场进行了数值模拟,采用了丙烷-空气的两步简化动力学机理和k-ωSST湍流模型进行求解,并对各流场参数分布进行了分析。计算结果表明:设计的离心式气液同轴喷嘴可实现较好的雾化效果,预燃室的内部能够形成稳定的火焰;二次空气补燃配合冷却气帘的设计可以满足加热可燃管、使可燃管可控燃烧,同时降低点火器外壁面温度的要求。研究结果可为煤炭地下气化工作提供参考。 展开更多

关键词 煤炭地下气化 井下点火装置 燃烧 数值模拟

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