为满足月东油田修井作业需求,研制了步进式自平衡井架电动修井机。该修井机以步进式液压平车作为承载底盘,实现了在受限空间内整机的纵向行走、横向行走和回转。自平衡井架采用桁架式结构、全封闭的矩形截面设计,强度高,抗扭能力大;天车为两轴结构,井架垂直安装,不承受倾覆力矩,可在不安装井架绷绳的情况下安全起下钻;绞车制动采用液压盘式刹车装置,具有盘刹装置失压安全保护功能,工作钳与安全钳安全互锁、互为备份制动;绞车和游动系统设置了3套防碰防护装置系统。截至2019年12月,步进式自平衡井架电动修井机已完成修井作业290余井次,最大作业载荷650 k N,自平衡井架系统及整机电控、液控系统性能稳定;可在不拆抽油机、作业空间受限的条件下进行整体移机和回转操作,实现了不打地锚、无井架绷绳情况下的安全起下钻作业。该产品的研...

在钻具输送装置作业过程中,液压同步系统起着极其重要的作用。通过分析对比几种常见的液压同步系统,阐述了分流集流阀同步回路液压系统在钻具输送装置中的应用。整个系统的设计难点在于4个液压缸的同步动作,分流集流阀能通过内部的压力和流量敏感部件自动调节,使油缸保持运动同步。试验表明,在载荷200 kN、4个液压缸受到不均衡载荷作用工况下,4个液压缸的行程1 150 mm时误差在8 mm以内,同步精度很高,整个样机性能稳定,满足使用工况要求。

为研究水下井口头系统密封总成与套管悬挂器外壁接触应力的变化规律,以密封体内凸缘为研究对象,在密封机理分析的基础上,建立了密封总成安装力学模型,分析了驱动套筒位移载荷、环槽宽度和过盈量对接触应力的影响规律。分析结果表明在内凸缘半径一定时,内凸缘与套管悬挂器外壁的接触应力与挤压力有关,驱动套筒位移载荷、环槽宽度和过盈量都会对挤压力产生影响,通过调整三者参数的大小,内凸缘接触应力也会随之发生变化;在环槽宽度为定值的条件下,内凸缘与套管悬挂器外壁的接触应力随着位移载荷的增大而增大;位移载荷在10~22 mm时,接触应力随着过盈量的增大而逐渐增大;在过盈量为定值的条件下,内凸缘与套管悬挂器外壁的接触应力随位移载荷的增大而增大,但增幅逐渐减小。所得结果可为水下井口头系统密封总成的结构设计与研究提供理...

深海水下闸阀和驱动器是水下采油树、出油管线、水下管汇系统等水下生产系统装备中不可或缺的设备,其密封的可靠性是影响使用性能和寿命的关键,同时也是该类阀门及驱动器国产化研究的重点。基于对国内外水下闸阀及驱动器的技术特点和应用情况的分析,结合该部件国产化研制的情况,围绕水下闸阀和驱动器密封性能研究这一关键技术问题,从密封结构设计、密封性能分析、密封可靠性验证方法研究、产品样机密封试验验证过程和问题处理等内容进行了全面的分析和研究。针对故障率较高的闸阀密封,创建了阀座密封分析模型,对比分析了不同工况下C形金属密封环的受力和变形趋势,得出了该类密封圈结构优化方案,通过PR2F性能试验验证了设计的可行性,指出影响产品密封性能的主要因素,解决了水下闸阀和驱动器国产化关键技术问题。研究结果可为提...

为解决油田分层注水封隔器工艺成功率低的问题,研制了一种可钻封隔器。该封隔器内径为62 mm,零件采用非金属可钻复合材料;封隔器采用双活塞低压坐封,减小了坐封压差,增强了坐封可靠性;筛选耐高温高压胶筒,尽可能缩小胶筒厚度。通过对胶筒密封机构进行仿真分析,得出不同工作压力下胶筒与套管内壁的接触压力与胶筒压缩距。对仿真结果进行分析可知,密封机构满足设计要求且密封性能良好。室内试验和现场应用结果表明:可钻封隔器坐封顺利,解封可靠,整体密封性能良好。密封压差可达35 MPa,常温至120℃高温下承压25 MPa,能够满足高温、高压等复杂环境下的工作需求,工艺成功率100%,应用效果良好。此封隔器的研制成功为分层注水井的应用提供了技术支持,对油田实现降本增效起到了良好作用,具有广阔的推广应用前景。

潜油柱塞泵无杆举升技术在应用过程中存在排量范围小、机组可靠性低以及潜油电缆易损坏等问题。为此,对潜油直线电机初级及次级结构进行了耐磨和防腐设计,对加工工艺和初级绕组进行了优化,同时研究应用柔性无感控制技术,以提高潜油柱塞泵机组系统效率,减弱机组运行过程中的振动。室内及现场试验结果表明:优化后的潜油柱塞泵机组不仅系统效率高、举升力大,而且检泵周期大幅延长,2口试验井的检泵周期均超过了1 000 d。随着潜油柱塞泵无杆举升技术的不断完善,其在低产和定向井的应用规模也将不断扩大,对低渗油田经济高效开发具有重要意义。

针对目前国内市场常用40、50及70型钻机顶部驱动装置,考虑其拉伸载荷试验的必要性和类型的多样性,开展了顶驱通用型拉伸试验台技术研究,并制定了相应的技术方案。设计的顶驱通用型1000 t拉伸试验台克服了因尺寸不同而无法兼测多类型顶驱拉伸性能的难题,实现了70型及其以下类型顶驱兼容性拉伸检测;拉伸试验台通过计算机软件控制系统+三位四通比例电磁阀组合可实现自动控制,通过手动控制阀+手动回油阀+三位四通电磁阀组合使用可实现手动控制;试验结果表明,该试验台具备顶驱拉伸性能检测能力,可实时显示并打印试验结果及曲线,同时安全性高,具有检测破断后自动卸载等功能。应用该试验台试验可确保钻机顶驱装置使用的安全性与可靠性。

为实现海上油气井侧钻和弃置等作业中套管的经济、高效回收,突破平台修井设施拔桩载荷能力限制,研制了一种基于液压驱动的套管拔桩工具。通过理论分析与模拟试验对拔桩工具能力进行了研究,计算了工具的理论拔桩能力,建立了水泥胶结状态下可拔出套管长度与拔桩力、水泥胶结强度、待拔桩套管外径及套管自重等的关系模型,并开展了套管拔桩全尺寸模拟试验,验证了工具的拔桩能力。研究结果表明:在液压缸20 MPa额定工作压力下,工具可产生3025.5 kN的拔桩力;以常用的ø244.5 mm胶结套管为例,额定工作压力下的理论可拔出长度为2.772 m;室内全尺寸模拟试验条件下,拔出同样长度水泥胶结的同尺寸套管,理论计算结果与全尺寸拔桩模拟试验结果误差仅为7.13%,符合性良好。理论分析及全尺寸模拟试验验证了液压拔桩工具的可行性,所得结果可为工具现场应用提...

在油田修井作业中,为了有效提高修井作业效率,降低人工操作的安全风险,同时还为了符合自动化修井机高集成度、模块化的设计理念,减小油管扶正机械手的安装体积,设计了折叠式油管扶正机械手。分析了油管抓手、油管定位机械臂和折叠机械臂等主要结构,阐述了定位机械臂的校正并实现油管对中功能的原理。选用合适的液压缸并设计了同步分流单向阀锁紧液压回路,保证了机械手工作的安全与稳定。该机械手可以远程操控以完成对油管的抓放、推送、扶正和井口对中等操作,实现了井口无人化作业。现场应用结果表明,油管扶正机械手对中精准,快速稳定,减轻了工人的劳动强度,同时也提高了安全性。

普通井口节流阀手动操作劳动强度大,容易疲劳,而且控制精度不高,井口回压波动大,为此开发了新型高压自控液动恒压节流阀.介绍了该装置的结构和工作原理,并简述了设计要点.新型高压自控液动节流阀采用了液压控制机构,具有控制精度高,压力波动小,结构简单,体积小,质量轻,维修方便等特点,因而具有良好的应用前景.