海底60米多用途钻机系统技术设计报告

该文对所研制的海底60 m多用途钻机系统技术设计方案进行了描述。总体技术系统分为海底60 m钻机本体、移动式重型海底钻机甲板收放系统、基于钻机的海底原位测试系统三大部分。海底60 m钻机本体采用了最新的绳索取芯技术,在钻进动力头、多泵液压系统、多层钻杆钻具库、专用绳索取芯钻具方面进行了创新设计;甲板收放系统设计了独特的V形滑槽,便于钻机收放;海底原位测量采用了国际最新的钻杆声学数据传输技术。该文最后对系统海试方案进行了规划和描述。     

基于海底钻机的多功能原位测试系统开发与应用

基于海底钻机的原位测试是一种新型的海底地层测试方式.结合"海牛号"60 m海底钻机的实际工况需求,研制一套以静力触探为技术基础的多功能原位测试仪,可以在水下2 000 m的海底实现对锥尖阻力、侧壁摩擦力、孔隙水压力、温度、电阻率和视频的原位信息采集.本文从测试方法、系统结构、探头传感器、数据采集等方面进行了详细介绍,现场试验显示多功能原位测试仪能够按照预定设计完成原位测试的全部功能,采集的数据与海床式静力触探系统对比具有极强的一致性.     

海底底质声学现场探测设备机械系统研究

海底底质声学特性在海洋工程勘察、海底资源勘探开发、海洋军事国防建设等方面具有重要的应用价值.随着海洋事业的发展,对海底底质声学现场探测设备的要求也越来越高.首先介绍了所研制的海底底质声学现场探测设备的机械系统,然后基于AMESim和Workbench联合分析,确定了机械系统的工作荷载,以滑轮组支架为例进行了优化.研究表明,经过仿真优化,能够大幅度降低机械系统总质量,延长设备水下作业时间.研究成果对海底底质声学现场探测设备机械系统设计具有参考价值.     

液压模块钻机的结构设计特点及其在南海油田的应用

中国南海某油田块液压模块钻机是中海油第一台自行设计并应用的海洋液压模块钻机,具有轻量化、自动化程度高、作业安全性高等特点。对海洋液压模块钻机的钻井设备模块、泥浆模块、固控模块进行结构有限元分析,从3方面总结了海洋液压模块钻机的结构特点,并与常规模块钻机从重量方面进行对比分析。结果表明,海洋液压模块钻机结构强度满足要求,同时重量得到了大幅降低,可以满足各个工况下平台的结构强度和桩基承载力要求,项目最终得以顺利实施。     

浅析钻探工程施工技术设计要求

钻探工程是利用钻探设备和器具,按照一定的目的、要求,由地表、坑道或湖海向地壳深部,钻出一个直径小而深度大的柱状圆孔,取出岩矿样品以了解地下地质情况;或作为某种用途而进行的通道,以满足其它工程的需要,其所进行的全部施工工作.随着经济的迅速发展,现有的资源已经不能满足人们的需求,急需开采出更过的资源,而地下深处的资源已经成了人们的目标,这就迫使人们必须了解地下的地质情况,从而使促进了钻探技术的发展.主要从钻探工程的相关设备、相关钻具的材质、施工相关工艺、破岩工具、取芯相关工具和冲洗液等方面探讨钻探工程施工技术的工艺,以便人们更加了解钻探工程的施工技术.     

海底钻机液压式自动调平系统

结合“水域钴机和海底取样设备研制”的预研课题,针对海底设备自动调平系统的工作环境和调平要求,提出了海底钻机自动调平系统方案,即实时检测,闭环控制,远程通讯;并在此框架下设计了海底钻机自动调平系统相应的软硬件。陆地和模拟海上试验证明,设计方案满足了海底钻机的调平要求。     

半潜式钻井平台双联钻机钻台布局设计

为建造具有自主产权第六代深水半潜式钻井平台,对双联井架钻机钻台总体布局和钻台自动化处理装备的布置进行了设计分析.双联井架钻机钻台采用中心布局,分析了与钻台直接关联设备设施不同配置方案的优缺点,优选钻台在平台的布局方案;对主、辅钻井中心采用偏心布置,兼顾作业顺畅和平台动力性能;制定钻台自动化装备布局原则,按双联井架钻台作业工艺流程及设备设施作业衔接关系进行钻台布局,同时基于人因学原则,合理布置转盘、大小鼠洞、顶驱、铁钻工、排管机、多功能机械臂等钻台自动化装备;钻井控制室布局采用集中式布局,实现了基于工艺流程的控制方式,改变基于设备功能集成方式.在系统分析基础上,完成适合半潜式双联井架钻机钻台布局方案.结果表明,合理的钻台布局设计不但确保双联钻机钻台自动化作业流程,提高了作业功效和安全性,而且为整个平台布局规划提供了良好基础.     

基于光纤陀螺和加速度计的测斜仪

岩芯钻探过程中,钻孔延伸的顶角、方位角和孔底的泥浆压力是井眼的重要参数,而现有的测斜仪无论是在使用环境或使用精度方面均达不到深孔取芯钻探的使用要求.基于此,本文设计了一种基于光纤陀螺和加速度计的测斜仪,仪器应用于绳索取芯钻进,在仪器加工完成后进行了大量的室内及现场试验,试验结果表明仪器满足实际深孔取芯钻探工程的使用要求.     

浅析钻探工程施工技术设计要求

钻探工程是利用钻探设备和器具,按照一定的目的、要求,由地表、坑道或湖海向地壳深部,钻出一个直径小而深度大的柱状圆孔,取出岩矿样品以了解地下地质情况;或作为某种用途而进行的通道,以满足其它工程的需要,其所进行的全部施工工作。随着经济的迅速发展,现有的资源已经不能满足人们的需求,急需开采出更过的资源,而地下深处的资源已经成了人们的目标,这就迫使人们必须了解地下的地质情况,从而使促进了钻探技术的发展。主要从钻探工程的相关设备、相关钻具的材质、施工相关工艺、破岩工具、取芯相关工具和冲洗液等方面探讨钻探工程施工技术的工艺,以便人们更加了解钻探工程的施工技术。     

煤矿坑道钻机状态监测与故障诊断技术研究现状及展望

煤矿坑道钻机自动化和智能化程度的提高、作业范围和应用场景的扩展,使其系统复杂性和工作环境恶劣程度随之增加,对煤矿坑道钻机可靠性提出新的挑战。为有效降低因钻机故障带来的安全风险,提升钻机全寿命周期的任务品质,煤矿坑道钻机状态监测与故障诊断技术应运而生。首先从钻机状态参数采集、数据处理、诊断方法、系统应用等四个方面对煤矿坑道钻机关键系统状态监测和故障诊断技术研究现状进行总结分析,然后在故障预测与健康管理(prognostics and health management, PHM)技术基本概念的基础上根据集中式与分布式结合的方式提出了坑道钻机PHM技术框架,最后对煤矿坑道钻机PHM技术发展趋势进行展望,旨在为新一代煤矿坑道钻机及相关煤矿机械装备PHM技术的研究开展提供参考和借鉴。     

连续油管在增产技术中的应用

连续油管作业技术与装备是一项具有巨大潜力和生命力的实用性技术。目前,该项技术的应用日趋活跃,备受关注。本文结合连续油管的特点,介绍了连续油管作业机的结构,重点研究了连续油管在增产作业方面的应用技术,以及配套设备的应用。     

超声波在在线测量带压管道开孔机钻孔深度上的应用

简单介绍了带压管道开孔机工作原理。说明了应用超声波传感器测量带压管道开孔机钻孔深度的方法,该方法采用收发一体的超声波探头测量钻杆移动的距离,实时监测开孔机钻孔深度,避免因误操作导致整个管道被钻穿而泄漏带来的危险。     

钻柱振动与冲击抑制技术研究现状

对钻柱振动和冲击的控制是井眼轨道优化设计、钻井参数优选、提高钻速及实现智能钻井的重要基础。在深 水、超深水,深井、超深井,页岩气硬脆性地层及气体钻井作业中,要用到丛式井、定向井等特殊钻井工艺,这些复杂井 建井过程中由钻柱振动和冲击造成的损失日益增加。系统阐述和对比了钻柱振动和冲击的表现形式及评价方法。将 钻柱振动和冲击分为被动控制、主动控制和半主动控制3 方面,归纳和分类探讨了近年来核心控制方法及关键控制设 备的结构、原理,给出代表性的成果,对比分析了相应方法特点、设备及适应范围,设计了钻柱振动和冲击控制程序, 探讨了未来重点研究的方向。     

钻进深度对煤矿水平井钻柱振动特性的影响

煤矿水平井钻柱在钻进过程中，随着钻进深度增加，钻柱在重力作用下与井壁产生复杂的碰撞接触，由此产生的托压效应更加显著，使得钻柱动力学特性随钻进深度增加而发生明显改变，进而影响钻柱的疲劳寿命。基于岩石-钻头-钻柱-井壁耦合动力学分析模型，通过有限元动态仿真，研究了钻进至不同深度下钻柱的纵向、横向和扭转振动特性，分析了钻进过程对钻柱振动特性的影响规律。结果表明：随着钻进深度增加，钻柱纵向跳钻现象呈现“平缓—剧烈—平缓”的趋势，横向扰动呈现“小范围蠕动—大范围扰动—小范围蠕动”的特点，扭转方向剧烈涡动占比呈现先增加后减小的规律，钻柱主要动力学指标与钻进深度呈非线性关系。因此在对钻柱系统进行动态分析及优化时，不能只分析特定深度，应包含整个钻进过程。     

深海钻井升沉补偿装置国内现状及发展思路

升沉补偿装置是对浮式钻井平台和钻柱系统在海浪等自然载荷作用下做升沉运动时进行适当补偿的关键设
备,在深海石油钻井开发过程中,该装置能在浮式平台遇到大风等恶劣环境作用时,有效减小上下振荡运动对钻井作
业带来的一系列影响,保证井底钻压的稳定和钻井系统整体工作过程的高效进行。通过大量文献调研,分析了升沉补
偿装置在中国的发展现状和应用情况,结合升沉补偿装置在中国深海石油钻井过程中的实际使用情况和研究现状,利
用多浮体理论和钻井系统动力学特征提出对该装置进一步深入研究的新思路和技术路线图,对促进中国海洋石油装
备自主研究和发展具有十分重要的意义。     

考虑摩擦时水平井钻柱的稳定性分析

分析摩擦对水平井钻柱稳定性的影响对于水平钻井作业的顺利进行是非常重要的．本文首先根据钻柱在水平井眼中的变形几何方程和静力平衡方程导出了钻柱的屈曲方程．通过线性化方程的小参数摄动解，讨论了不同边界条件下钻柱在水平并眼中的临界失稳载荷．绘制了不同摩擦系数（ｖ）下，无因次临界载荷（βｏｍ）与无因次长度（αＬ）之间的关系曲线；以及无因次钻压βＬ与临界无因次长度αＬＣ之间的关系曲线．本文的结果和有关的曲线可为水平井钻柱的稳定性计算和设计提供理论基础．     

PSD在汽车悬架稳定度主动控制中的应用

介绍了一种采用新型位敏器件 PSD、专用集成电路和由单片机控制的智能型汽车车身主动减震控制装置。该装置能大大提高汽车行驶过程中的平稳性 ,同时又具有较高的抗干扰能力和易实现等优点。该装置具有很大的市场应用前景     

页岩气调查井复杂地层有机硅聚合物钻井液体系的研制与应用

页岩气调查井通常地质条件复杂,钻探难度大。在对页岩气调查川沐地2井井壁稳定性分析的基础上,优选了有机硅聚合物钻井液体系,并通过正交试验,明确了有机硅改性聚合物、多级配超细碳酸钙、乳化石蜡和硅氟聚合物等主要处理剂的最优加量,形成了基本配方,在室内实验评价中该体系展现了良好的抗钻屑污染能力、抗钙侵能力、抑制性和封堵性。现场应用表明,川沐地2井在采用有机硅聚合物钻井液体系后,井内复杂情况得到明显改善,有效保障了井内安全,并顺利钻进至设计井深,实现了地质目标,钻进效率相比同区域同类型钻井大幅提高。研究成果可为页岩气调查井复杂地层钻探钻井液的选择与应用提供借鉴。     

缅甸大段凝灰质泥岩地层井壁稳定性分析*

缅甸Y-1井位于缅甸中央盆地火山岛弧带上,由于地应力复杂和钻遇大段凝灰质泥岩层,钻井过程中井壁坍塌严重,返出大量掉块。为保护油气层,尽量降低钻井液密度,本文结合钻井出现的复杂问题,通过掉块力学实验分析和测井资料研究,建立了压裂预测模型,分析了缅甸Y-1井的井壁稳定性问题的原因,进而在预测钻井液安全密度窗口的基础上,提出了在大段凝灰质泥岩地层钻井的井壁稳定性合理化建议。