深水浅层导管喷射参数优化

目前深水表层导管下入施工大多数采用喷射法进行,钻井参数的合理选择对于深水表层导管喷射钻进起着至关重要的作用。基于室内模拟实验、现场模拟实验和现场应用试验数据分析,建立了钻压和排量参数与喷射下入速度之间的关系模型,得出了钻压和排量参数是影响导管喷射下入速度和等候时间的关键因素。研究成果已经在西非深水JDZ-2-1井进行了现场的应用,取得了很好的应用效果,能够为今后深水钻井设计和现场施工提供科学依据和技术指导。     

深水表层导管在打桩过程中的强度分析

随着陆地油气产量趋于平稳并呈现下降趋势,浅海油气勘探也逐渐逼近顶峰,深海必将成为油气勘探开发的重要方向。深海浮式钻井装置采用常规的钻入法、喷射法下入表层导管时往往会出现一些难以解决的问题。水下打桩对海底土造成的扰动较小,表层导管可获得更大的承载力和井口稳定性。针对深水区块的海底地质调查资料和常用的钻井导管规格,利用有限元方法分析了深水水下打桩工况下表层导管的强度能否满足设计要求,以期为深水表层导管打桩施工提供指导。     

深水表层连续钻进送入工具芯轴抗拉伸试验

深水表层连续钻进送入工具是喷射法下表层导管作业中必不可少的工具,该工具的关键核心技术长期被国外技术服务公司所垄断,近年来国内厂商和相关单位加大研发力度,初步实现了CADA工具具有自主知识产权的国产化。送入工具的中心转动轴是整个工具承受拉伸载荷的关键部件,对国内自主研发的送入工具芯轴进行了整体抗拉伸试验,拉伸载荷最大为2 000 kN,最大伸长量为52.2 mm,且试验过程中芯轴整体长度变化在合理范围内,试验前后其整体长度未发生改变,证明工具满足施工作业的可靠性要求,为深水表层导管的安全高效下入和"二开"连续钻进提供了有力的保障,并对后续工具结构的优化设计具有参考意义。     

深水钻井导管喷射下入深度确定方法

通过分析深水钻井导管的受力特征,在土力学和桩基理论的基础上,重点考虑时间效应对承载力的影响,提出一种通用的深水钻井导管喷射下入深度确定方法。利用该方法可以合理地确定导管下入深度,减少设计的盲目性并节省钻井成本。结果表明：大直径导管的承载能力较大,所需下入深度较小;随着恢复时间的增加,导管承载力逐渐增强,所需下入深度可以相应减小,但是过长的时间间隔将增加钻井成本,要根据实际情况权衡确定;承载力增长系数的选取对设计结果有较大影响,应根据区域试验数据合理选取。     

喷射安装导管作业中喷射管串力学分析

深水钻井喷射安装导管作业中喷射管串的结构特殊,受力复杂。作业过程中喷射管串系统的内、外层管柱处在不同的受力系统中,正确分析喷射管串系统在作业过程中的轴向力是分析管柱整体变形和应力的基础。分析发现：底部钻具组合的轴向力主要受马达、钻头压降产生的水力推力、射流反作用力及钻头钻压的影响,导管上的轴向力受地层和入泥导管之间的摩擦力影响,二者通过导管送入工具相互传递。计算了作业过程中喷射管串各部分的轴向力分布,并讨论了导管柱上的中性点随导管安装深度的变化规律,对喷射安装导管设计和作业具有实际意义。     

水下打桩法下入深水表层导管吊装强度分析

随着我国深水域油气田迈入大规模开发阶段,水下打桩法下入深水表层导管将广泛应用。该方法能够提高安装作业的时效,进一步降低作业费用,缩短钻井周期,优势明显。海上吊装表层导管作为水下打桩施工的第一步,关系着整个工程的成败。从表层导管吊装工艺出发,分析了吊装过程中的风险,阐述了API规范对于海洋管桩强度的要求,通过建立有限元模型,求解吊装过程中不同倾斜角度下表层导管的受力状况并进行强度校核,结果显示采用X52钢的表层导管在吊装过程中满足要求,为海上吊装安全施工提供了理论依据。     

深水表层连续钻进送入工具转动块及相关联部件分析

深水表层连续钻进送入工具是深水喷射下表层导管作业中必不可少的专用工具。心轴衬套转动块作为送入工具的关键构成部件之一,在工具锁紧以及井口解脱过程中起着重要作用。在送入工具的作业过程中,其不仅受到拉伸载荷的影响,而且要承受较大的扭矩,为此运用ABAQUS有限元分析软件对送入工具模型进行处理,包括各零部件材料的赋予、有限元网格的划分、约束边界条件和载荷的施加,最终求解得出转动块及相关部件强度满足作业要求,保证了现场施工作业的安全。     

深水导管架平台风激振动条件下构件基频的计算

拖航工况下,深水导管架平台受风激振动影响严重,校核平台风激振动的关键参数为杆件基频,当前规范对导管架中构件的基频计算尚无确切公式.工程中目前认可的基频计算公式,是针对单独杆件设计,缺乏对复杂构件结构形式与杆间约束的考虑.沿用原计算方法对复杂类构件进行基频计算时,会造成较大误差.本文采用ANSYS有限元软件建立深水导管架平台模型,应用构件受激励后的自由衰减对常见构件类型的基频进行分析,根据结果对各类构件的固结系数Φ进行修正.     

深水钻井导管下深区间确定及风险评价方法

深水钻井导管的下入深度直接关系到海底井口的力学稳定性及后续钻井作业的安全。通过分析,确定导管存在最小下深和极限下深,并给出极限下深计算模型。基于概率统计和地质统计学方法,将目标点邻井的承载力增长系数进行概率统计,并通过差值算法对目标点进行移植预测,得到该系数在目标点处含有概率信息的预测值,将导管最小下深由单值变为含概率信息的分布带,同时结合导管极限下深的概率化分布,对目标井的导管设计下深进行定量风险评价。实例分析表明:承载力增长系数这一区域经验变量对深水导管下深影响很大,尤其当取值较小时,导管下深随着该系数的减小呈指数增长;该方法在给定可信度条件下可计算导管绝对安全下深区间,有效避免了因承载力增长系数不确定等因素导致的导管下深风险。     

基于疲劳可靠性优化设计的深水导管架平台多级模糊选型

分析深水导管架平台方案优选的系统决策问题,给出四种初始设计方案,将基于谱分析方法求得平台的系统名义疲劳可靠性指标作为一项关键约束对平台方案进行优化.根据优化后各方案的最优结构性能参数,综合考虑影响深水导管架平台选型的各种因素,由二元对比方法确定影响因素的权重以及相对隶属度,最终采用三级模糊优选方法对优化后的方案进行模糊优选,并以200 m水深导管架海洋平台作为实例进行分析.结果表明,与传统分析方法相比,先由优化分析得到各初始方案的最优结构性能参数,可以为模糊选型提供准确的定量化指标,减少了模糊因素,更有利于对深水导管架平台设计方案做出合理的评价.     

灾害性海洋环境下深水立管结构可靠性研究

针对南海深水海域可能出现的灾害性海况条件,基于先进的深海浮式平台系统时域耦合分析和立管结构有限元动力响应计算的结果,采用广义极值理论,通过对非线性随机动力响应结果的数值拟合,研究了灾害环境下载荷概率模型的构建方法.基于结构可靠性技术,分析了立管构件的屈服极限状态,并进行了立管系统失效概率的求解及随机变量敏感性分析.结果表明,所提出的方法能充分考虑了深海平台系统的耦合效应,可以为灾害性海况下深水立管的可靠性评估提供有益的参考.     

深水固井水泥石微观结构研究

随着全球油气需求的不断增长和陆地油气资源的不断减少,石油勘探开发不断向深海深入。国内也开始全面向深水进军,开发深水油气资源。对于深水表层固井,面临着低温、地层疏松、浅层流等技术难题,国内外在这方面做了大量的研究,这些研究主要针对解决深水固井技术难题,针对深水低温水泥石的微观结构的研究较少。本文利用XRD、SEM等仪器对密度1.5g/cm3的水泥石在低温条件下不同养护期的微观结构及成分进行了分析研究。结果表明:加入防窜增强剂PC-GS12L的水泥浆体系的水化产物形状变化不大,只是结构上变的致密许多,并且生成的水化产物更多。     

干缩和徐变对隧道喷射混凝土支护安全的影响

针对以位移为基础的隧道支护结构安全性分析方法,探讨了喷射混凝土的收缩和徐变变形对隧道安全性的影响.根据喷射混凝土的干缩和徐变特性,推导了考虑干缩和徐变时支护内力的计算公式,给出了支护结构截面失效的功能函数,并进行了工程实例分析.结果表明,研究工作提高了施工期隧道喷射混凝土支护安全性评价位移方法的计算精度.     

静水压力作用下夹芯板结构的变形规律分析

对静水压力作用下的夹芯板结构进行了研究,以得到其内部结构变形和应力分布规律,达到优化结构形式的目的.针对表层较薄且带有侧板的夹芯板结构,通过有限元仿真与理论分析,研究了静水压力作用下其上下表层与芯材的变形及应力分布特点.分析表明:在静水压力作用下夹芯板结构的变形可分为边界区域、中心区域与过渡区域;其上下表层以弹性基础板变形为主,而芯材以体积压缩变形为主.最后,采用理论方法对结构变形与应力分布的几个特征量进行了计算,误差控制在11.4%以内.     

某濒海结构振动特性及其振动控制实验

针对某大型半潜式濒海结构波激振动现象,分析了考虑流固耦合效应以后该结构的振动模态,找到了引起该结构发生波激振动的原因.为了控制其波激振动,应用深水调谐液体阻尼器方法对该结构的振动控制进行了实验.结果表明,该方法能明显抑制其主要模态（即第一阶模态）的振动,可以应用于该结构的振动控制.应用深水调谐液体阻尼器可以对某些濒海洞库防护门进行振动控制.     

大型深水导管架拆除方案分析与计算

以南海八腿深水导管架为例,建立ANSYS有限元模型,分析了导管架拆除方案中关于切割顺序、切割点选择的问题,并由此提出拆除方案,进行校核计算,为大型深水导管架详细拆除方案的制定提供了理论依据.     

可压缩气体合成喷射流数值模拟

为了更深入地研究合成喷射流性能与激励器结构参数的关系,在考虑气体可压缩性质的条件下,对合成喷射流进行了理论分析,得出了合成喷射流性能与激励器结构参数的函数关系式,并采用动边界条件模拟实际压电膜的振动,对合成喷外部射流场和激励器腔体内部射流场进行了联合数值模拟.计算结果与已有的实验结果及理论分析结果吻合较好,验证了该数值模拟方法的可行性.     

松软煤层瓦斯抽采钻孔不提钻下入筛管技术

针对在松软煤层中成孔后孔壁易坍塌,造成瓦斯抽采通道堵塞的问题,通过分析钻孔的护壁方法,提出将不提钻筛管下入技术应用于松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中,并研制出配套的钻头、钻杆、孔底悬挂装置等设备,对PVC筛管的结构进行了设计,最后通过井下工业性试验,证明在松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中应用不提钻筛管下入技术工艺先进和技术可靠,与提钻后裸孔下筛管相比,该技术可以缩短钻孔下筛管时间,提高钻孔筛管下入率和抽采效果.     

摩擦辅助喷射电沉积制备纳米晶光亮镍

针对传统喷射电沉积技术的不足,提出一种新型的摩擦辅助喷射电沉积技术.分别使用该技术和传统喷射电沉积技术制备了一组镍沉积层,利用XRD、TEM分析了沉积层的组织结构,用显微硬度计测试了沉积层的表面显微形貌和显微硬度,并用振动样品磁强计测试了沉积层的磁性能.结果表明:采用该技术可以制备出表面平整光亮的电沉积层,所制备的镍沉...     

深水测试管柱力学行为研究进展及发展方向

深水测试管柱的力学行为对深水测试的成功有着重要的影响。以陆地管柱力学研究为基础,对深水测试管柱
的结构、工况、载荷以及研究现状进行了分析阐述。分析认为,国外深水测试技术成熟,深水测试管柱力学行为研究完
善;而国内则主要依靠国外技术服务公司进行深水油气田的测试工作。同时,针对中国深水测试的应用现状,对深水
测试管柱的力学行为研究进行了系统分析,指出应该建立考虑平台升沉和漂移、隔水管影响、产层高压流体、射孔冲击
载荷、温度耦合作用等因素的深水测试管柱动力学模型,分析整个管柱的力学行为,实现对深水测试管柱的优化设计,
提高深水测试管柱施工作业的安全可靠性。