液压顶驱电气系统设计及应用

顶驱技术是石油钻井设备发展的重大变革,而电气系统作为顶驱设备的控制核心,确保顶驱动作有序无误.介绍液压顶驱电气系统软硬件设计及顶驱电控系统对各种信号的处理方法.     

气顶油藏顶部注氮气重力驱数值模拟研究

针对江苏油田欧北区块的地质条件和开发现状，建立了顶部注氮气重力驱数值模型。从生产井和注入井的控制条件及地质条件出发，分析了影响气顶油藏顶部注氮气重力驱开发效果的各种因素，在此基础上对各种方案的开发指标进行计算对比，并对该区块提高采收率的潜力进行评价，提出了适合同类气顶油藏的开发模式。研究结果表明，气顶油藏顶部注氮气重力驱可以有效地提高采收率，达到降水增油的效果；提高采液速度并不能改善顶部注氮气重力驱的开发效果；注气速度对开发效果以及气顶边缘推进速度有很大的影响，并且存在最佳和临界注气速度。研究区块的最佳注气速度为12500～17500m^3／d，临界注气速度为30000m^3／d。     

人工气顶稳定气驱条件及其影响因素

为了开发倾斜断块油藏构造高部位的剩余油,提出了人工气顶稳定气驱(artificial gas cap stableflooding, AGCSF)方法。在明晰人工气顶稳定气驱机理的基础上,以注N_2形成人工气顶(artificial gas cap, AGC)为例,运用油气两相渗流理论和Dietz模式几何关系,明确了倾斜油藏人工气顶稳定气驱的条件,建立了保持气驱前缘界面稳定运移的临界速度模型。研究认为,气顶气驱速度小于临界速度是人工气顶稳定气驱的前提条件;重力、浮力、毛细管力、黏滞力和多相流动中所产生的各种附加阻力是人工气顶气驱前缘界面气油界面稳定的主要力学机制;原油相对渗透率、地层原油黏度、地层原油密度、地层次生气顶气(N_2)密度是影响临界速度的主要因素,且原油相对渗透率、地层原油密度越大,地层原油黏度、地层次生气顶气(N_2)密度越小,稳定气驱速度越大,越有利于人工气顶稳定气驱油。实例验证结果表明:新模型考虑的影响因素全面,且更为科学、合理、可靠;Y47X28断块古近系沙河街组二段1砂组油藏人工气顶稳定气驱速度小于其次生气顶气侵临界速度1.07×10~3m~3/d时可以实现稳定气驱。研究成果与认识可为倾斜油藏人工气顶稳定气驱开发关键技术的研发,为倾斜断块油藏阁楼油的高效开发提供理论基础和技术指导。     

高倾角低渗断块油藏顶部注气规律研究

对于高倾角低渗透断块油藏,水驱对顶部剩余油的动用效果较差。采用顶部注气的驱替方式,充分利用高倾角的地质特征,能有效提高该类油藏的采出程度。从角度对比了气体辅助重力驱,以及人工气顶驱两种主要的顶部注气方式,利用数值模拟方法,建立了某区块的油藏数值模型;以区块采出程度为目标优选了顶部注气驱方式。研究表明,人工气顶驱对该类油藏具有较好的适应性,可大幅度提高采收率。针对人工气顶驱的开发特征对相关工艺参数进行单因素分析,并加以正交试验优化工艺参数。结果表明:对于高倾角低渗透断块油藏进行人工气顶驱时,注气量为主要影响参数,其次为注采周期及闷井时长,注气速度对采出程度的影响最不敏感;同时,对于所研究的区块,优选注气速度为7 000 m3/d、注气量为9.00×107m3、注采周期时长为30 d,闷井时长80 d。     

气顶油藏顶部注氮气重力驱数值模拟研究

针对江苏油田欧北区块的地质条件和开发现状,建立了顶部注氮气重力驱数值模型.从生产井和注入井的控制条件及地质条件出发,分析了影响气顶油藏顶部注氮气重力驱开发效果的各种因素,在此基础上对各种方案的开发指标进行计算对比,并对该区块提高采收率的潜力进行评价,提出了适合同类气顶油藏的开发模式.研究结果表明,气顶油藏顶部注氮气重力驱可以有效地提高采收率,达到降水增油的效果;提高采液速度并不能改善顶部注氮气重力驱的开发效果;注气速度对开发效果以及气顶边缘推进速度有很大的影响,并且存在最佳和临界注气速度.研究区块的最佳注气速度为12500～17500 m3/d,临界注气速度为30000 m3/d.     

基于WinCC及PLC在钻井顶驱监控系统中的应用

本文通过应用WinCC作为工控房监控软件,运用PLC作为顶驱现场工业终端,WinCC和PLC之间通过PROFIBUS通讯电缆进行通信。实现了对石油钻井顶驱的图形显示、报表汇总、趋势曲线、实时控制、现场数据参数等的监控。该监控系统具有功能全面、界面友好、稳定性高的特点。     

一种新型顶驱导轨板对接装置的设计与研究

顶驱导轨板对接装置是全液压套管钻井钻机的重要组成部分,传统的对接装置存在对接和拆卸效率低,成本高、操作复杂及需高空作业等诸多问题,为提高顶驱导轨板对接装置的可靠性,本文设计了一种新型的顶驱导轨板对接装置,并针对其布置形式、工作原理、有效效果及对接和安装过程进行了详细阐述,通过大量实验结果表明,该装置置更加可靠、高效和安全。     

LK500型顶驱传动系统的动态特性分析

为了更好地解决顶驱装置传动系统在特殊工况下运行不平稳的问题,以LK500型顶驱为研究对象,对其传动系统的实时动态特性进行分析.建立传动系统的三维模型及齿轮轴大齿轮的有限元模型,借助Ansys-Workbench分析软件对齿轮轴大齿轮进行模态分析及谐响应分析,应用ADAMS分析了齿轮轴柔性对齿轮副啮合力、啮合误差的影响.结果表明:要使传动系统能够更加平稳运行,避免发生共振,系统激励的频率应尽量避开齿轮的固有频率;齿轮轴为柔性轴时对轮齿间的啮合力影响较小,啮合误差较大,使系统产生振动,影响运行平稳性.仿真结果为研究顶驱齿轮传动系统的动态性能及优化设计提供了参考.     

聚合物驱后提高采收率技术研究

根据聚合物驱和聚合物驱后存在的问题，提出了聚合物驱后地层残留聚合物的再利用、深部调剖、高效洗油3项提高采收率技术。地层残留聚合物的再利用技术由絮凝技术和固定技术组成，利用地层残留聚合物封堵高渗透层，提高水驱的波及系数；深部调剖技术对残留聚合物再利用后的地层进行补充调剖，进一步提高水驱的波及系数；高效洗油技术既弥补了聚合物驱机理的不足，也弥补了聚合物不可人孔隙体积所损失的那部分波及系数。地层残留聚合物再利用的矿场试验效果证实了该技术对注聚油田的适应性和可行性。     

污泥调堵技术在后续水驱阶段的研究与应用

近两年在北一区中块进行后续水驱阶段污泥调堵技术的现场应用，已经取得了一定的效果。通过研究污泥调堵技术的工艺原理，并对其在现场应用后所取得的效果进行评价。从地质开发角度进一步分析后续水驱阶段采取污泥调堵技术的实际效果，为今后后续水驱阶段的综合调整及剩余油的挖潜提供一定的指导作用。     

三种类型的3200m钻机井架抗扭特性分析

对在用的３２００ｍ钻机的塔型、Ａ型和Ｋ型井架抗扭特性进行了分析,以满足正在发展的顶驱钻机的需要。采用非线性计算方法对井架的杆件应力进行了计算。计算结果表明,承受压、扭联合载荷时,塔形井架的应力最低。与仅受压载荷相比,井架承受压扭联合载荷时,弦杆应力稍有增加,而非弦杆应力有较大的增加。加强局部井架杆件的承载能力,现有三种井架均可以满足顶驱钻井的需要。     

段塞驱技术的探索与研究

针对单家寺油田单六块井组蒸汽驱后期暴露出的一系列问题，通过对该区块油藏地质特点和开采现状特征分析，对段塞驱技术进行了研究，从数值模拟研究、蒸汽吞吐阶段历史拟合和注汽参数三方面探索研究。在此基础上，优化了段塞驱相关参数，利用“经济产油量”作为评价指标，确定了段塞驱最优方案。并结合相应的配套工艺技术进行了现场试验，收到了明显的汽驱效果，油汽比由汽驱前平均油汽比0．38上升到0．80，上升了0．42，阶段采注比达到2．08。段塞驱技术能有效改善特超稠油油藏多轮次吞吐后期的开发效果，是治理蒸汽汽窜，增大蒸汽波及面积，提高稠油油藏采收率的有效手段，是单家寺油田今后的主导开发工艺之一。     

三种类型的3200m钻机井架抗扭特性分析

对在用的３２００ｍ钻机的塔型、Ａ型和Ｋ型井架抗扭特性进行了分析,以满足正在发展的顶驱钻机的需要。采用非线性计算方法对井架的杆件应力进行了计算。计算结果表明,承受压、扭联合载荷时,塔形井架的应力最低。与仅受压载荷相比,井架承受压扭联合载荷时, 弦杆应力稍有增加,而非弦杆应务有较大的增加。加强局部井架杆件的承载能力,现有三种井架均可以满足顶驱钻井的需要。     

基于状态重构器的顶驱控制方法

为了防止钻井过程中因黏滑振动造成钻井事故,提出一种基于状态重构器的顶驱扭矩控制方法.首先,将顶驱、钻杆和钻具组合等效为集中质量弹簧阻尼系统,采用Karnopp非线性摩擦模型分析黏滑振动摩擦,建立钻柱系统井下运动方程;其次,通过增加摩擦干扰器,采用最优阻尼进行参数整定,设计基于龙伯格状态重构器的PID控制算法;再次,采用...     

超深井钻机顶驱减速箱的结构设计与仿真

针对目前钻井系统钻探能力较低的问题,通过对钻井过程的分析,采用参数化建模的方法,对钻机顶驱减速箱进行详细的结构设计,并对其进行了齿轮啮合力的分析.基于Hertz理论建立斜齿轮的接触力仿真参数,建立齿轮接触模型,运用ADAMS软件进行运动学仿真,得出齿轮啮合力的时域和频域曲线.通过设计与分析,所建立的虚拟样机符合设计要求,节约钻井时间,并为中国深部探测技术的研究提供了技术参考.     

直驱式风力发电技术及其发展

直驱式风力发电是当前风力发电技术的一种极具潜能的发展方向。首先回顾国内外风力发电的发展情况,在此基础上,分析了风力发电机组技术尤其是直驱式风力发电机组技术,对直驱式风力发电技术中使用的功率调节方式进行了探讨。对直驱式永磁同步风力发电系统的结构与控制进行了分析,并展望变速风力发电的发展趋势。     

聚合物驱后恢复水驱平行管试验研究

针对聚合物驱后恢复水驱，含水率上升迅速的实际情况，通过填砂管平行流动试验，分高、中、低3种渗透率模拟油藏非均质性条件，采用3种聚合物驱后提高采收率的试验方法，分析研究了压力、相对吸水量、各渗透层采收率、含水率的变化，以评价聚合物驱后的几种提高采收率方法。研究表明：聚合物驱后不论水驱时间长短，只进行深部调剖，对有效封堵高渗透层、控制高渗透孔道的吸水能力和提高后续水驱的波及系数效果都不明显；而聚合物驱后恢复一段水驱，通过絮凝和固定技术，可以高效地调整注水剖面，有效地提高后续水驱的波及系数，采收率也有很大提高。     

聚台物驱不同阶段动态调整技术的研究与应用

根据聚合物驱见效特征，将聚合物驱过程划分为见效初期、见效高峰期和递减期3个阶段．对各阶段所要采用的动态调整技术进行了研究，且在现场应用中取得了很好的效果．     

泡沫驱油现状与展望

泡沫驱作为一项重要的三次采油技术,在降低气油比,增加原油产量,提高波及效率等诸多方面具有很大的发展潜力;本文对泡沫驱油的流动机理、数学模型研究等方面的技术现状以及目前泡沫驱油在机理和现场应用方面存在的问题进行了较为系统的研究和总结,并在此基础上对泡沫驱油发展方向提出了相关的建议,认为泡沫驱数值模拟技术、新型起泡剂的研制以及空气泡沫体系对未来泡沫驱油技术的发展和推广具有重要意义。     

化学驱油技术在胜利油区的应用研究

胜利油区绝大部分油田的开发都已进入“三高”阶段，利用化学驱技术可以改善和提高这类油田的石油采收率，胜利油区现场应用的化学驱油技术主要是：聚合物驱中和三元复合驱。