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油气井套管锻铣器性能分析与仿真研究
1
作者
周翔
毛良杰
+1 位作者
张乐凡
谷长雄
《机床与液压》
北大核心
2025年第10期64-71,共8页
为了解决油气井中后期套管开窗效率低、刀具损耗大的技术难题,验证有限元仿真对切削行为预测的可行性,基于有限元分析软件建立套管锻铣器的三维仿真模型,研究锻铣过程中锻铣量、应力、扭矩和温度的变化规律,模拟刀具磨损历程,并分析各...
为了解决油气井中后期套管开窗效率低、刀具损耗大的技术难题,验证有限元仿真对切削行为预测的可行性,基于有限元分析软件建立套管锻铣器的三维仿真模型,研究锻铣过程中锻铣量、应力、扭矩和温度的变化规律,模拟刀具磨损历程,并分析各因素对锻铣过程的影响,从而优选出最高效的锻铣作业参数组合,为现场应用提供指导。结果表明:钻压和进尺的增大可以明显增大锻铣速率,转速的增大对锻铣速率的影响较小,合理范围内应尽量保持高钻压;锻铣器的扭矩波动较为缓和且在安全范围内,可推断正常锻铣过程中不会发生切削齿断裂与钻柱磨损断裂现象;仿真应力值在刀齿与材料发生切削行为处达到最大值1 636 MPa;锻铣器切削齿面的温度随着时间的增加不断累积,导致材料表层硬度和强度降低。基于锻铣参数优选方案,结合现场实际情况进行锻铣作业,优化后锻铣速率最高达到0.48 m/h,刀片利用率最高达到90%,显著提升了锻铣效率。
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关键词
套管锻铣器
有限元分析
仿真建模
锻铣速率
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职称材料
地震拓频处理技术在金龙油田侏罗系薄砂岩储层预测中的应用
2
作者
赵飞
赵俊
+6 位作者
陈晓轩
许海红
韩小锋
路克崇
张慧元
魏东涛
崔海峰
《西北地质》
北大核心
2025年第3期120-130,共11页
金龙油田侏罗系储层砂体厚度薄、横向变化快,空间分布规律不清,常规地震资料识别较为困难,提高地震资料分辨率进行薄砂体储层预测成为侏罗系岩性油气藏勘探、开发的关键。通过采用HFE高分辨率拓频处理方法,结合AIW波阻抗反演,实现了薄...
金龙油田侏罗系储层砂体厚度薄、横向变化快,空间分布规律不清,常规地震资料识别较为困难,提高地震资料分辨率进行薄砂体储层预测成为侏罗系岩性油气藏勘探、开发的关键。通过采用HFE高分辨率拓频处理方法,结合AIW波阻抗反演,实现了薄砂体储层的有效预测。结果表明:利用HFE高频拓展处理技术,目的层地震资料的频带拓宽了45 Hz(从10~55 Hz拓宽到10~100 Hz),提高了地震资料识别薄砂体储层的能力,实现了对大于8 m的薄层砂岩的有效刻画;同时,以地震拓频资料为基础,进行AIW波阻抗储层反演,准确预测并刻画了研究区侏罗系三工河组J1s2~1砂体的空间展布,识别出含油气储层有利区4个,其中1个有利区钻井已获高产工业油气流。实际钻井结果与储层预测结果吻合程度高,储层预测钻井符合率100%,砂体厚度相对误差绝对值小于4.29%。该方法对于侏罗系薄砂体储层预测有效,且效果明显,钻井吻合率高,可以作为薄砂体储层预测的有效方法,可为岩性油气藏的砂层预测提供可靠的技术支撑。
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关键词
储层预测
薄砂岩储层
拓频处理
波阻抗反演
侏罗系
金龙油田
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职称材料
基于正交切削理论的PDC钻头切削齿动态破岩温度分布
3
作者
李波
何志波
+2 位作者
梁春平
张古森
林伟
《中国矿业》
北大核心
2024年第4期171-181,共11页
在油气钻探过程中,PDC钻头的动态破岩行为表现出高度的非线性特性,这一过程涉及复杂的位移场与温度场的耦合问题。在切削过程中,由摩擦产生的热量在切削齿上积聚,导致切削系统的温度显著上升。过高的温度会加速切削齿的磨损,甚至可能导...
在油气钻探过程中,PDC钻头的动态破岩行为表现出高度的非线性特性,这一过程涉及复杂的位移场与温度场的耦合问题。在切削过程中,由摩擦产生的热量在切削齿上积聚,导致切削系统的温度显著上升。过高的温度会加速切削齿的磨损,甚至可能导致切削齿失效,从而对钻井效率产生负面影响并增加钻井成本。为了预测和分析PDC钻头切削齿破岩过程中的温度分布规律,并揭示其动态破岩特性,基于正交切削理论和岩石弹塑性力学,构建三维耦合位移场-温度场模型,用以模拟PDC钻头切削齿在破岩过程中的非线性动力学行为,分析不同切削参数和结构参数下切削力的大小和温度分布规律。研究结果表明:切削齿的高温区位于切削刃附近的椭圆区域内,且角度在以切削刃为中心的90°~230°范围内;最佳的切削深度为0.001 m,前倾角优选为7.5°。此类参数设定可降低切削齿的磨损,同时避免高温失效,从而最小化切削力和最高温度。本文所提方法为研究PDC钻头整体结构设计和切削齿热损伤提供了理论依据和分析方法,使设计出的PDC钻头对复杂地层具有更好的适应性。
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关键词
油气钻探
PDC钻头
正交切削
切削力
温度分布
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职称材料
推靠式旋转导向系统钻具组合力学性能分析
被引量:
4
4
作者
何俊杰
毛良杰
+3 位作者
杨森
秦才会
赵清阳
魏祥高
《石油机械》
北大核心
2024年第4期41-48,共8页
针对基于动力学特性的旋转导向钻具安全性能研究较少。为此,综合考虑钻具结构、钻井参数、钻柱与井壁接触等参数,基于Lagrange方程建立了全井钻柱系统动力学模型,采用有限单元法对模型离散,并采用Newmark-β求解,根据旋转导向钻具结构...
针对基于动力学特性的旋转导向钻具安全性能研究较少。为此,综合考虑钻具结构、钻井参数、钻柱与井壁接触等参数,基于Lagrange方程建立了全井钻柱系统动力学模型,采用有限单元法对模型离散,并采用Newmark-β求解,根据旋转导向钻具结构和钻具属性,研究了扶正器安装位置、柔性节尺寸、钻压影响因素下的旋转导向钻具组合动力学特性和安全性能。研究结果显示:安装扶正器能显著降低旋转导向钻具组合的横向振动;柔性节的长度对旋转导向钻具组合的安全性能影响很大,合理的长度能显著降低横向振动,反之则会起到相反的效果;增加钻压会增加底部钻具组合的横向位移,工程上不建议在使用旋转导向工具时采用高钻压提高钻井速度。研究结论可为旋转导向工具研究和应用提供理论支撑。
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关键词
钻具
旋转导向
动力学特性
柔性节
扶正器
钻井参数
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职称材料
题名
油气井套管锻铣器性能分析与仿真研究
1
作者
周翔
毛良杰
张乐凡
谷长雄
机构
西南
石油
大学
石油
与天然气
工程
学院
中油测井西南
分公司
EISC西南分中心
中国石油集团西部钻探工程有限公司玉门钻井分公司
出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第10期64-71,共8页
基金
国家自然科学基金(U23B6003)
四川省自然科学基金杰出青年科学基金(2024NSFJQ0018)
中国石油-西南石油大学创新联合体科技合作项目(2020CX040204)。
文摘
为了解决油气井中后期套管开窗效率低、刀具损耗大的技术难题,验证有限元仿真对切削行为预测的可行性,基于有限元分析软件建立套管锻铣器的三维仿真模型,研究锻铣过程中锻铣量、应力、扭矩和温度的变化规律,模拟刀具磨损历程,并分析各因素对锻铣过程的影响,从而优选出最高效的锻铣作业参数组合,为现场应用提供指导。结果表明:钻压和进尺的增大可以明显增大锻铣速率,转速的增大对锻铣速率的影响较小,合理范围内应尽量保持高钻压;锻铣器的扭矩波动较为缓和且在安全范围内,可推断正常锻铣过程中不会发生切削齿断裂与钻柱磨损断裂现象;仿真应力值在刀齿与材料发生切削行为处达到最大值1 636 MPa;锻铣器切削齿面的温度随着时间的增加不断累积,导致材料表层硬度和强度降低。基于锻铣参数优选方案,结合现场实际情况进行锻铣作业,优化后锻铣速率最高达到0.48 m/h,刀片利用率最高达到90%,显著提升了锻铣效率。
关键词
套管锻铣器
有限元分析
仿真建模
锻铣速率
Keywords
casing forging and milling machine
finite element analysis
simulation modeling
forging and milling rate
分类号
TE938 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
地震拓频处理技术在金龙油田侏罗系薄砂岩储层预测中的应用
2
作者
赵飞
赵俊
陈晓轩
许海红
韩小锋
路克崇
张慧元
魏东涛
崔海峰
机构
中国
地质调查局西安地质调查中心/西北地质科技创新中心
中国
地质调查局北方古生界油气地质重点实验室
中国石油
新疆油田
分公司
勘探开发研究院
中国石油集团西部钻探工程有限公司玉门钻井分公司
出处
《西北地质》
北大核心
2025年第3期120-130,共11页
基金
陕西省自然科学基础研究计划一般项目-面上项目“基于地球物理多元属性的银额盆地西部火成岩识别方法研究”(2023-JC-YB-273)
中国地质调查局地质调查项目“河西走廊盆地群油气地质调查评价”(DD20242183)
“鄂尔多斯盆地及周缘油气地质调查与评价”(DD20240049)联合资助。
文摘
金龙油田侏罗系储层砂体厚度薄、横向变化快,空间分布规律不清,常规地震资料识别较为困难,提高地震资料分辨率进行薄砂体储层预测成为侏罗系岩性油气藏勘探、开发的关键。通过采用HFE高分辨率拓频处理方法,结合AIW波阻抗反演,实现了薄砂体储层的有效预测。结果表明:利用HFE高频拓展处理技术,目的层地震资料的频带拓宽了45 Hz(从10~55 Hz拓宽到10~100 Hz),提高了地震资料识别薄砂体储层的能力,实现了对大于8 m的薄层砂岩的有效刻画;同时,以地震拓频资料为基础,进行AIW波阻抗储层反演,准确预测并刻画了研究区侏罗系三工河组J1s2~1砂体的空间展布,识别出含油气储层有利区4个,其中1个有利区钻井已获高产工业油气流。实际钻井结果与储层预测结果吻合程度高,储层预测钻井符合率100%,砂体厚度相对误差绝对值小于4.29%。该方法对于侏罗系薄砂体储层预测有效,且效果明显,钻井吻合率高,可以作为薄砂体储层预测的有效方法,可为岩性油气藏的砂层预测提供可靠的技术支撑。
关键词
储层预测
薄砂岩储层
拓频处理
波阻抗反演
侏罗系
金龙油田
Keywords
reservoir prediction
thin sandstone reservoir
frequency expanding processing
acoustic impedance inversion
Jurassic System
Jinlong Oilfield
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
基于正交切削理论的PDC钻头切削齿动态破岩温度分布
3
作者
李波
何志波
梁春平
张古森
林伟
机构
西南
石油
大学机电
工程
学院
中国石油集团西部钻探工程有限公司玉门钻井分公司
中石化中原
石油
工程
有限公司
管具
公司
出处
《中国矿业》
北大核心
2024年第4期171-181,共11页
基金
四川省自然科学基金项目“基于非线性动力学的超深井全井钻柱振动机理与抑振研究”资助(编号:2022NSFSC1143)
四川省南充市市校合作项目“耦合非线性万米超深井全井简钻柱系统振动引致失效机理及可控性研究”资助(编号:23XNSYSX0040)
四川省南充市市校合作项目“斯特林制冷机精确无振控制策略研究”资助(编号:23XNSYSX0123)。
文摘
在油气钻探过程中,PDC钻头的动态破岩行为表现出高度的非线性特性,这一过程涉及复杂的位移场与温度场的耦合问题。在切削过程中,由摩擦产生的热量在切削齿上积聚,导致切削系统的温度显著上升。过高的温度会加速切削齿的磨损,甚至可能导致切削齿失效,从而对钻井效率产生负面影响并增加钻井成本。为了预测和分析PDC钻头切削齿破岩过程中的温度分布规律,并揭示其动态破岩特性,基于正交切削理论和岩石弹塑性力学,构建三维耦合位移场-温度场模型,用以模拟PDC钻头切削齿在破岩过程中的非线性动力学行为,分析不同切削参数和结构参数下切削力的大小和温度分布规律。研究结果表明:切削齿的高温区位于切削刃附近的椭圆区域内,且角度在以切削刃为中心的90°~230°范围内;最佳的切削深度为0.001 m,前倾角优选为7.5°。此类参数设定可降低切削齿的磨损,同时避免高温失效,从而最小化切削力和最高温度。本文所提方法为研究PDC钻头整体结构设计和切削齿热损伤提供了理论依据和分析方法,使设计出的PDC钻头对复杂地层具有更好的适应性。
关键词
油气钻探
PDC钻头
正交切削
切削力
温度分布
Keywords
oil and gas drilling
PDC bit
orthogonal cutting
cutting force
temperature distribution
分类号
TD5 [矿业工程—矿山机电]
TG74 [金属学及工艺—刀具与模具]
TG58 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
TE24 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
推靠式旋转导向系统钻具组合力学性能分析
被引量:
4
4
作者
何俊杰
毛良杰
杨森
秦才会
赵清阳
魏祥高
机构
西南
石油
大学机电
工程
学院
西南
石油
大学油气藏地质及开发
工程
国家重点实验室
西南油气田
分公司
开发事业部
中海油田服务股份
有限公司
中国石油集团
西部
钻探
工程
有限公司
吐哈
钻井
公司
中国石油集团西部钻探工程有限公司玉门钻井分公司
出处
《石油机械》
北大核心
2024年第4期41-48,共8页
基金
国家自然科学基金项目“基于钻杆接触碰撞作用的深水钻井隔水管动力特性与磨损机理研究”(52174006)
国家重点研发计划“深水生产系统泄漏精准定位技术”(2022YFC2806102)
+3 种基金
国家重点研发计划“多气合采试采管柱安全评价技术”(2021YFC2800905-03)
四川省重点研发项目“页岩气开采行业油基岩屑深层回注污染控制关键技术研究”(2022YFS0497)
四川省重点研发项目“深层页岩气长水平井钻井关键技术开发及应用”(2022YFG0119)
中国石油-西南石油大学创新联合体科技合作项目(2020CX040204)。
文摘
针对基于动力学特性的旋转导向钻具安全性能研究较少。为此,综合考虑钻具结构、钻井参数、钻柱与井壁接触等参数,基于Lagrange方程建立了全井钻柱系统动力学模型,采用有限单元法对模型离散,并采用Newmark-β求解,根据旋转导向钻具结构和钻具属性,研究了扶正器安装位置、柔性节尺寸、钻压影响因素下的旋转导向钻具组合动力学特性和安全性能。研究结果显示:安装扶正器能显著降低旋转导向钻具组合的横向振动;柔性节的长度对旋转导向钻具组合的安全性能影响很大,合理的长度能显著降低横向振动,反之则会起到相反的效果;增加钻压会增加底部钻具组合的横向位移,工程上不建议在使用旋转导向工具时采用高钻压提高钻井速度。研究结论可为旋转导向工具研究和应用提供理论支撑。
关键词
钻具
旋转导向
动力学特性
柔性节
扶正器
钻井参数
Keywords
drilling tool
rotary steering
dynamic characteristics
flexible joint
centralizer
drilling parameter
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
油气井套管锻铣器性能分析与仿真研究
周翔
毛良杰
张乐凡
谷长雄
《机床与液压》
北大核心
2025
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职称材料
2
地震拓频处理技术在金龙油田侏罗系薄砂岩储层预测中的应用
赵飞
赵俊
陈晓轩
许海红
韩小锋
路克崇
张慧元
魏东涛
崔海峰
《西北地质》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
基于正交切削理论的PDC钻头切削齿动态破岩温度分布
李波
何志波
梁春平
张古森
林伟
《中国矿业》
北大核心
2024
0
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职称材料
4
推靠式旋转导向系统钻具组合力学性能分析
何俊杰
毛良杰
杨森
秦才会
赵清阳
魏祥高
《石油机械》
北大核心
2024
4
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