为提高下套管作业效率,减少套管上错扣现象,减轻施工人员的劳动强度和杜绝井下复杂情况发生,设计完成套管扶正机械手的技术方案并进行了论证。该套管扶正机械手主要由执行系统和控制系统两部分组成。控制系统是利用防爆电磁换向阀控制各油缸油路方向,各油缸分别控制底盘旋转带动机械手臂摆动;控制机械手臂抬起、伸缩和放置水平位置;控制机械抓手抱紧和松开套管,对套管扶正从而实现套管顺利上扣。根据套管扶正机械手的工作特点、实际工况参数,对其进行了应力分析,结果表明提升油缸活塞杆前端销轴连接处和装置底座承受着较大的应力载荷,实际应用时必须保证其有足够的强度。详细介绍了该套装置的操作要点和注意事项,对现场应用具有指导意义。

常规套管钳上扣时极易在套管表面形成牙痕,这些牙痕入井后在硫化氢等化学物质的腐蚀下逐渐扩大,对套管柱形成较大的质量隐患,如何实现无牙痕上扣是井场亟待解决的问题。文中设计了一种无牙痕钳头,该钳头通过采用非金属弹性材料作为钳牙,增大钳牙与套管间的接触面积,降低钳牙与套管间的压强,从而实现无牙痕上扣,并且可以与常规套管钳配套使用。现场应用结果表明,使用该钳头上扣时套管表面没有损伤,且操作简便,安全性高。

叙述了高压水压试管机轴向预压紧密封的工作原理,给出了轴向预压紧密封变形过程超弹性有限元列式.基于ANSYS平台,对高压水压试管机轴向预压紧密封压紧过程进行了有限元模拟和分析,获得了轴向预压紧密封压紧过程的位移场、应变场、应力场以及接触分布情况,对高压水压试管机轴向预压紧密封的设计起到了重要的指导作用.

为进一步研究锥度设计对套管特殊螺纹接头密封性能的影响,利用ABAQUS有限元分析软件对不同锥度设计的套管特殊螺纹接头进行了上扣、拉伸、压缩条件下密封接触压力及接触长度的数值模拟。结果表明内螺纹收尾处平切处理可有效提高密封面的接触压力和接触长度,扩大螺纹锥度的取值范围,但会减少全顶螺纹数量,平切深度越大,全顶螺纹数量越少,设计平切深度值时应全面考虑,避免影响接头连接强度;设计退刀槽可增加密封面接触压力和长度,但需注意其结构设计,避免造成配合螺纹的划伤或粘扣。

在铸造生产过程中,高炉冷却壁经常出现套管钻铁水现象,严重影响铸件质量并导致产品报废。文中从实际出发,系统分析了这一现象产生的原因,探索了几条有效解决该问题的工艺办法,取得了较为满意的效果。

在强震作用下,变压器比较薄弱的环节是套管以及变压器顶部的储油柜支架。虽然利用抗震台模拟地震试验是研究变压器及套管抗震性能最准确、最先进的手段,但时间长、成本高。文中给出了变压器套管的抗震计算的一款计算软件。应用此软件计算时严格遵循了标准的要求,能够提高工作效率、降低成本。

在用套管扶正机械手时,为提高下套管效率、井身质量,杜绝游钩下砸机械手、井下复杂情况发生,改进了套管扶正机械手的技术方案,并进行了现场试验。改进的套管扶正机械手主要包括执行系统和控制系统两大部分。

水力喷射径向水平井和水力喷射分段压裂技术可为低渗透等难动用油气藏提供两种经济高效的开采途径,应用高压磨料射流喷射进行套管开孔是其中关键技术。在分析了磨料射流工作机理的基础上,采用专门的围压装置及相应的试验台架,对磨料射流在围压下射穿套管的形状和时间参数进行了试验研究。着重研究了喷嘴压降、围压、喷距和喷嘴直径对射穿套管时间的影响,得出以下结论：随着喷嘴压降的增大,射穿套管时间缩短;随着围压的增大,射穿套管的时间延长;随着喷射距离的增大,射穿套管的时间延长;随着喷嘴直径的增大,射穿套管时间缩短。在本试验条件下,磨料射流射穿套管的孔径在10～14mm,射穿时间在18～330s范围内。

密封可靠性是石油套管特殊螺纹接头最重要的性能指标之一,该文从结构设计、加工检测以及运输使用三个方面对特殊螺纹接头密封可靠性控制方法进行了详细的归纳总结和具体分析,给出了在选择螺纹结构、金属密封面形式、扭矩台肩设计、生产设备、加工工艺、检测检验方法以及运输和现场使用方面的注意事项和推荐选用的参数。为石油套管特殊螺纹接头生产企业提升产品性能和质量可靠性提供了一定的参考。

对油井套管来说，应考虑制造误差对强度产生的影响以及套管与套管之间的丝扣联接部分的强度问题。本文利用有限元法对存在制造误差的油井套管进行了应力分析，并对套管与套管之间的丝扣联接部分进行了应力分析，编制了数值计算软件，指出了应力提高系数、屈服过程，为套管设计提供了依据。