油井井下实时遥测网络系统

介绍一种适用于采油工艺实验，即安装在油井环空内的实时遥测网络系统，该系统以七芯铠装电缆为总线，可在任意位置挂接多个测量短节，每个测量短节可以测量温度和压力二个参数，由于采用间歇供电和差分信号传送技术及总线结构，使本系统在１ｋｍ深、３０ｍｍ的油井环空内实现了同时挂接１０个测量短节、５０ＫＢＰＳ的传输速率，实践证明，本系统可在６０℃的井温条件下长期储存、连续工作。     

深水大尺寸井眼钻进钻井液双循环携岩方法

深水大尺寸井眼提高泵排量钻进时,易导致钻井液循环压耗增加、泵功率利用率低和井底压力增加等问题,提出一种通过在井筒变径处钻杆上安装分流短节,实现钻井液双循环的方法,基于钻井水力参数优化理论和数值模拟方法,研究分流短节对井筒变径处环空钻井液返速、钻井水力参数和钻杆结构安全性的影响.结果表明:安装分流短节后井筒变径段环空钻井...     

偏心油套环空内失速液流水击的特性

利用模拟实验装置,结合粒子图像测速法(particle image velocity measurement,PIV)和瞬态压力测量系统,对石油工程中偏心油套环空内失速液流水击的流场流线、速度、涡量特性以及压力场特性进行了分析.结果表明:当偏心油套环空内失速液流产生水击,油套环空内流速衰减至最小时油管内流速最大,偏心距的增加会使环空小流道内流速衰减速度加大,而油管内液流的加速过快可使偏心油套环空和油管内产生两个水击的共振,危害油套环空.水击发生初始时环空小流道处内外壁水击压力明显不等;偏心距小,环空内壁和油管内壁的压力差大;偏心距大,油管内壁压力值变化剧烈,这两种情况都可能造成油管损坏,实际工程中需要注意.     

内管轴向运动对环空内宾汉流体流动规律的影响

为了分析内管的运动对宾汉流体在环空内流动规律的影响，将宾汉流体的本构方程和运动方程相结合，利用因次分析的方法，得到了宾汉流体在内管作轴向运动时环空内的速度分布。在此基础上分析和讨论了内管运动对宾汉流体在环空内流动时的柱塞尺寸、速度分布、平均速度、柱塞速度、摩擦系数和流量等的影响。结果表明，内管的运动对柱塞大小没有影响，但会影响到柱塞位置，同时内管的运动速度和方向将改变环空的平均速度、柱塞速度、摩擦系数及流量，并使内侧速梯区的速度分布曲线产生移位。     

黏弹性流体环空内脉动层流流动的理论解析

结合运动方程和本构方程,建立同心环空内上随体Maxwell型黏弹性流体在周期性压力梯度作用下脉动层流流动的数学模型,采用固有函数法对模型进行理论求解,得到环空内的速度分布,并讨论各种因素对环空内速度分布的影响。结果表明:受周期性压力梯度作用的影响,环空内的速度随时间呈周期性变化;流体的弹性作用使环空内的速度剖面具有显著区别于牛顿流体的特征。     

幂律流体同心环空内层流脉动流的数值分析

建立幂律流体环空内层流脉动流的数学模型,采用SIMPLE算法进行数值求解,得到幂律流体环空脉动层流的流动特性。结果表明:幂律流体环空脉动流的流动特性与稳态流动时差异较大;环空脉动流在距入口非常短的一段距离内就可达到充分发展,且不同时刻的入口段长度随时间而变化;低脉动频率下速度分布曲线类似于稳态时的抛物形分布,高频率下壁面附近的速度分布曲线发生扭曲,振荡速度的最大值出现在壁面附近;内、外壁面的摩擦系数和轴向压力梯度均近似满足正弦变化规律,脉动频率、振幅和流体流性指数的增加均会使壁面摩擦系数和轴向压力梯度及其变化幅度增大。     

宾汉流体在同心环空内的传热分析

结合运动方程、能量方程及本构方程，建立了宾汉流体在内管作轴向运动的环空内流动和换热充分发展时的数学模型，利用因次分析法对数学模型进行了处理，并在内管恒热流、外管绝热和内管绝热、外管恒热流两种边界条件下得到了宾汉流体在环空内的速度、温度分布和管壁内、外表面的对流换热系数。结果表明，屈服应力对努塞尔数（Nu）的影响与内管的运动方向有关，并且屈服应力越小，环空内的温度分布越平缓。塑性粘度对传热的影响只有在内管运动的情况下才体现出来。内管运动方向、运动速度及边界条件的类型都对环空内的温度分布和管壁Nu产生影响。     

倾斜井筒气液段塞流识别与压降模型研究

建立了斜井中的段塞流模型,绘制了流型图,提出一种计算管流段塞流压降的新方法。根据实验修正了环空半环泡漂流速度和真实含气率,给出了修正的环空段塞流孔隙率计算公式。对某油田8口油井40井次的新模型压力梯度计算值与测量结果比较显示,管流和环空段塞流的平均绝对百分误差分别为5.5%和6.5%,与计算斜井压降的Beggs-Brill和Ansari模型相比,误差更低,不仅能够满足工程计算的需要,且不存在收敛性和区域性的问题,具有良好的应用价值。     

油井动液面监测系统的设计与实现

针对油田生产中关键指标油井动液面的测量,设计并实现了一套油井动液面监测系统。系统由数据采集层、数据集成存储层以及应用层组成。系统通过控制发声装置发声并采集声音在油井内传播的声压信号采集动液面信息,并将数据以WiFi传输方式或4G通信方式传输到数据集成存储层,最后使用回声法计算动液面。由于油井地理位置情况复杂,系统将偏远油井的数据暂存到阿里云服务器并使用数据同步软件将暂存数据同步至油田本地数据库,以保证整个油田油井数据的完整性。经测试,系统可快速、准确地采集、处理、存储油井内信息并及时反映油井的动液面情况。     

JL089型传呼电话系统

JL089型传呼电话系统是杭州九二无线电厂根据我国881009679号发明专利,采用大规模集成电路而试制成功的。该系统以微电脑为控制核心,由一个主控电话机,通过一根双绞线连接若干个转接器和电话分机组成。它可挂接多个用户分机。该系统的主控电话机可以拨通系统内任何一分机,进行保密通话,任何分机也可呼叫主控电话机,并可通过主控机转拨和外线电话及本系统内分机通话。该系统具有安装简单、价格低、能耗少等特点,适合于工厂、商店、矿山、旅馆、医院、机关、学校、住宅区、办公楼等作为内部通讯和生产调度。使用该电话系统,可     

抽油井真实液面测试技术研究及应用

当抽油井流压低于原油饱和压力时,环空中由于气体从油中分离出来而产生泡沫段,从而失去明显的油气界面,无法采用回声仪测试油井的真实液面,给流压计算带来了一定误差,造成了生产决策的失误。根据物质平衡方法设计的拟液面测试仪,通过测试油套环空排气和恢复时的压力梯度及排气量,并根据油井的油气比、含水率、气体比重进行修正,计算出环空拟气柱的高度,即油井真实液面。现场测试表明,该方法比回声仪测试法误差减少10%以上,能满足油井液面测试的需要。     

内管轴向运动对环空内宾汉流体流动规律的影响

为了分析内管的运动对宾汉流体在环空内流动规律的影响,将宾汉流体的本构方程和运动方程相结合,利用因次分析的方法,得到了宾汉流体在内管作轴向运动时环空内的速度分布。在此基础上分析和讨论了内管运动对宾汉流体在环空内流动时的柱塞尺寸、速度分布、平均速度、柱塞速度、摩擦系数和流量等的影响。结果表明,内管的运动对柱塞大小没有影响,但会影响到柱塞位置,同时内管的运动速度和方向将改变环空的平均速度、柱塞速度、摩擦系数及流量,并使内侧速梯区的速度分布曲线产生移位。     

Cross流体在圆管和环空内流动流场的摄动解

Cross流变方程比较复杂,用该方程难以求解Cross流体在圆管和环空内流动流场。本文由圆管内和环空内的Cross流变方程和力平衡方程推导出控制方程,再利用摄动法解出Cross流体在圆管和环空内流动的速度分布式,由此可以得到Cross流体在圆管和环空内流动的各种规律。     

水平井段环空携岩的实验研究

用室内实验的方法对水平井段偏心环空中的岩屑携带问题进行了研究.着重探讨了环空返速、钻井液流变性能及钻柱偏心度等参数对携岩效果的影响.结果表明,在钻进过程中,水平井段形成岩屑床是难以避免的.环空返速及钻井液的流变参数增大,可降低环空内岩屑的总浓度.偏心度增加,会使环空内清洁程度变差.不同流体的携岩效果也不同.聚丙烯酰胺水溶液的携岩效果较好,清水的携岩效果最差.改善钻井液流变性能及加强水力清洗是解决水平井段环空携岩问题的两个重要途径.     

基于正交试验六韧带手性结构展收几何参数优化

针对目前手性结构采用的传统材料并不具备大变形后自恢复的能力,提出一种在面内具备展收特性的金属材料用于六韧带手性结构.利用有限元分析了节环间距、节环直径、节环高度以及韧带厚度等4个因素对六韧带手性结构收拢和展开后的最大应力的影响.以展开后的最大应力为指标,通过正交试验,分析得到了各个因素的影响程度由主到次依次为节环间距、韧带厚度、节环高度和节环直径,并通过极差分析和方差分析选出了一组最优参数,即节环间距70 mm、韧带厚度0.06 mm、节环高度8 mm、节环直径22 mm,并且通过试验验证了仿真模型的可靠性及本手性结构具备大变形后自恢复的能力.     

快速成形技术中轮廓环的分组算法及其应用

以平面内轮廓环的存在规则和相互关系为出发点，提出了一种简单实用的轮廓环的分组算法，通过本方法对平面的轮廓环进行分组，能够把一个平面分解成一系列简单的单连通区域，分组后的轮廓环不仅能够在进行其他运算时减少重复计算，而且可以在分区填充扫描线时减少分区数，从而减少实际扫描时的空跳．     

水平井砾石充填过程中的变质量流

由于携砂液向地层的滤失以及通过筛管缝隙的流体质量交换,水平井砾石充填过程中冲筛、井筒环空两个流动系统均为复杂的变质量流。考虑变质量流特征,分别建立井筒环空、冲筛环空两个独立流动系统的砾石、携砂液的质量和动量守恒方程,以及各系统间的流动耦合方程,得到水平井砾石充填过程中的变质量流动数学模型。数值求解后可计算压力、流量、窜流量、滤失量等随时间和位置的变化规律,为水平井砾石充填的优化设计提供基础。     

海上油田氮气泡沫注入系统的研制与应用

为了将泡沫流体应用于海上油田,研制和开发了由制氮机组、泡沫发生器和自动控制系统组成的适应于海上油田的氮气泡沫注入系统。为了确定泡沫冲砂洗井的工艺参数,建立了泡沫流体在井筒内流动时的数学模型,采用恒定环空回压的迭代方法进行了求解,并编制了相应的计算软件。以氮气泡沫流体作为入井液,将开发的氮气泡沫注入系统应用于埕岛油田。应用结果表明,海水泡沫发生器具有结构简单、耐高压、耐腐蚀、能够连续制备泡沫等优点,可用于各种复杂条件下的施工作业;氮气泡沫流体能够有效降低漏失量,减少污染,提高油井作业效果和油田开发的经济效益。     

宾汉流体在同心环空内的传热分析

结合运动方程、能量方程及本构方程,建立了宾汉流体在内管作轴向运动的环空内流动和换热充分发展时的数学模型,利用因次分析法对数学模型进行了处理,并在内管恒热流、外管绝热和内管绝热、外管恒热流两种边界条件下得到了宾汉流体在环空内的速度、温度分布和管壁内、外表面的对流换热系数.结果表明,屈服应力对努塞尔数(Nu)的影响与内管的运动方向有关,并且屈服应力越小,环空内的温度分布越平缓.塑性粘度对传热的影响只有在内管运动的情况下才体现出来.内管运动方向、运动速度及边界条件的类型都对环空内的温度分布和管壁Nu产生影响.     

幂律流体在定向井偏心环空内流动规律的研究

本文对定向井环室内幂律流体流动规律进行了理论分析和实验研究,建立了定向井环空流动物理模型,导出了幂律流体轴向定常层流流动的流场分布、流量和压耗模式,并对其变化规律分别作了详细分析。设计安装了定向井环空模拟实验架,对幂律流体在模拟环室内轴向层流流场和流动压耗进行了测量,并对流态变化规律、紊流压耗及内管旋转对幂律流体流动的影响作了探索性的试验研究。