国家自然科学基金(51274219)
- 作品数：17 被引量：90H指数：6
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- 相关机构：中国石油大学（北京）中国石油中国石油大学(北京)更多>>
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- 环空附加当量循环密度的计算方法被引量：11
- 2014年
- 面对日益复杂的地质条件和钻井技术的革新要求,井底当量循环密度计算的重要性越来越引起钻井工作者的重视。一般而言,当量循环密度等于当量静态密度与环空压耗的当量密度之和。将循环过程附加的环空压耗折算成相当的密度值,则为环空附加当量循环密度,其计算与监测对于大位移井、深水井或超深井的控压钻井尤为重要。文中通过优选钻井液流变模式选取幂律模式作为实际钻井液的流变模式,对不同尺寸的管柱采取分段求和的处理方法计算钻井液循环压耗,并运用环空水力模型和U型管原理这2种方法计算环空附加当量循环密度,最后结合具体实例进行了计算。研究结果表明,环空附加当量循环密度的计算结果能够满足工程设计的计算要求。
- 王鄂川樊洪海党杨斌王义顷罗立新高文强
- 无隔水管钻井浅部地层井筒循环压耗分析被引量：10
- 2015年
- 无隔水管钻井液回收钻井技术能够较好地解决深水浅部地层的钻井难题。基于圆管流量方程及其在环空中的推广应用,分别建立钻柱内和环空中钻井液全流态的井筒循环压耗计算方法。算例分析结果表明,层流状态下钻柱内和环空中循环压耗随排量增大均缓慢增加,而过渡流和紊流下循环压耗随排量增加的速度较快;RMR无隔水管钻井系统在钻井过程中存在一个临界排量,只有泵排量不小于临界排量才能够保证井筒循环的连续性;钻遇浅部地层时井筒压力中还是钻井液液柱压力起主导作用,循环压力的影响相对较小。研究内容可为我国开展深水无隔水管钻井提供一定的技术支持。
- 彭齐樊洪海纪荣艺赖敏斌周号博刘劲歌付随艺
- 一种隔水管-导管顶张力优选方法被引量：1
- 2015年
- 随着深水勘探向超深水发展,海洋的环境越发恶劣,隔水管-导管系统易发生屈曲和交变应力疲劳等稳定性问题。鉴于此,建立了考虑钻井液上返条件下的隔水管-井口-导管的整体有效轴向力方程,对系统轴向力进行精确计算;并将陆地钻井的中性点概念引入海洋钻井,保证隔水管-导管系统的中性点落在BOP上,然后综合考虑张力设备能力和立管强度等因素对顶张力进行优选。该方法分析了钻井液密度与返速对轴向力分布的影响,提升了系统有效轴向力的计算精度,能够优选出符合实际工况的顶张力值,保证了隔水管-导管系统的稳定。研究结果可为工程实际应用提供参考。
- 邓嵩樊洪海沈维格刘劲歌刘玉含牛军
- 关键词：中性点
- 非均匀海流、表面波与内孤立波共同作用下钻井隔水管准静态分析被引量：5
- 2015年
- 针对我国南海内孤立波活动频繁的实际情况,建立了非均匀海流、表面波和内孤立波联合作用下钻井隔水管的准静态分析模型,并分别采用Airy线性波理论和两层流的Kd V理论计算表面波和下凹型内孤立波的速度和加速度,利用有限差分离散和LU分解法求解钻井隔水管的静态微分方程。方法验证结果表明,本文方法与其他文献结果吻合较好,具有较高的可靠性。实例分析结果表明,表面波和内孤立波分别在相位角为12°和0°时对隔水管的准静态性能影响最大;内孤立波使上层流体中隔水管的横向偏移、弯矩、Von Mises应力大幅增加;在内孤立波波谷对应深度附近,隔水管弯矩呈"台阶状"突变,剪力呈"尖峰状"突变;内孤立波振幅越大、上下两层海水密度差越大,内孤立波对隔水管受力与变形的影响越剧烈。建议加强我国南海各油气区内海洋内孤立波的监测和预测,更好地指导海上钻井隔水管安全作业。
- 李朝玮樊洪海汪志明沈维格王义顷
- 关键词：钻井隔水管表面波内孤立波
- 深水钻井隔水管紧急脱离后的反冲响应被引量：15
- 2015年
- 深水钻井中,在恶劣海况或浮式平台定位失效等情况下,需紧急断开隔水管与水下防喷器的连接。隔水管突然脱离后会加速向上反冲,如果反冲作用控制不当,可能威胁钻井平台、隔水管体和水下井口的安全。介绍了国外隔水管紧急脱离与反冲响应的研究情况,分析了隔水管紧急脱离的原因与程序、脱离后的反冲过程、反冲控制方式和成功脱离标准、反冲响应的分析方法。建议:由于南海深水海况复杂,作业者需制定紧急脱离的预案和作业规程,并进行紧急脱离操作培训;由于隔水管紧急脱离后的反冲响应涉及多个非线性瞬态过程,研究者应该开展隔水管紧急脱离测试和反冲响应模拟计算,开发隔水管反冲响应分析软件。
- 李朝玮樊洪海汪志明沈维格王义顷
- 关键词：钻井隔水管张紧器
- 起下钻过程中井筒稳态波动压力计算方法被引量：15
- 2016年
- 为了避免起下钻过程中井涌、井漏等复杂情况的发生,需要提高井筒波动压力计算精度。以槽流模型为基础,结合起下钻过程中的流体真实速度分布情况,根据井筒流体的连续性及相应的边界条件,分别讨论层流、紊流状态下的波动压力,建立了基于钻柱运动的稳态井筒波动压力计算模型,并采用数值解法对模型进行求解。结合现场生产数据分析发现:当起下钻速度由0.2 m/s增大至0.6 m/s时,波动压力由0.21 MPa增大至0.27 MPa;钻柱运动速度、流体流变性等条件不变,环空内外径之比由0.55增大至0.95时,井筒波动压力增加幅度由0.30 MPa增大至0.50 MPa。采用文献数据进行计算对比,结果表明:Burkhardt模型的计算误差多数大于8%,波动压力模型预测值与实测值的计算误差基本小于5%,符合精细控压钻井计算误差要求。研究结果表明,采用井筒稳态波动压力计算方法可以精确分析非钻井过程井筒压力,指导现场安全生产。
- 彭齐樊洪海刘劲歌韩付鑫付随艺
- 关键词：起下钻控压钻井
- 非牛顿流体管流压耗计算的通用广义流性指数法
- 2014年
- 研究非牛顿流体管流的传统广义流性指数法是在假定广义流性指数n'为常数的前提下得到的。严格意义上只有幂律流体才符合这种情况,对于其它非牛顿流体只能做n'为常数的近似处理。另外,没有给出n'的通用计算方法,后来的研究都沿用n'为常数的假设。在总结分析传统广义流性指数法不足及前人研究基础上,对该方法进行了扩展应用。基于通用圆管流量方程给出了各流变模型管壁剪切速率、剪切应力计算方法,进而给出了n'的理论计算方法,这种方法不以n'是常数为前提,且适用于所有流变模式。在不假定n'为常数的情况下导出了广义雷诺数的一般表达式,建立了统一的压耗计算模型。与室内实验数据对比分析表明,该方法对非牛顿管流压耗具有很高的预测精度。该方法的提出为一些复杂但更为精确的流变模式在工程领域推广应用打下了良好的理论基础。
- 周号博樊洪海翟应虎彭齐
- 关键词：非牛顿流体圆管流动
- 螺杆动力钻具压耗计算方法研究与分析被引量：2
- 2013年
- 随着深井、超深井和大位移井技术的发展,螺杆动力钻具(PDM)的使用越来越普遍,围绕着螺杆动力钻具压耗的计算也越来越受到钻井工作者的重视。通过对已有螺杆钻具压耗计算方法的归纳和总结,将螺杆钻具压耗计算方法分为一般法与模型法两大类,并对其进行了详细的分析比较。同时,优选罗伯逊—斯蒂夫钻井液流变模式,详细推导了圆筒模型中螺杆钻具压耗的计算方法。最后,完善了模型法中复杂模型法的螺杆钻具压耗推导过程。结果表明,当对螺杆钻具压耗计算精确度要求较高时,可选用模型法里的复杂模型方法来计算。
- 王鄂川樊洪海李岩泽罗立新沈维格王义顷
- 关键词：螺杆钻具
- 不同流变模式钻井流体圆管层流压耗的通用精确算法被引量：8
- 2014年
- 钻井工程常用的管流压耗分析方法计算精度低,且不能适应一些相对复杂的流变模式。在已知流变方程的条件下,利用通用圆管流量方程建立流量与管壁切应力或管壁剪切速率的精确关系式,通过该关系式由给定的流量求解管壁切应力,进而获得圆管层流压耗精确值。这种方法适用于所有流变模式的钻井流体圆管层流,具有普适性好、建模过程简单、模型精度高等特点;室内试验表明该算法相对于传统算法是一种更加精确的圆管层流压耗计算方法;该方法的提出为一些复杂的流变模式在钻井工程及其他工程领域的推广应用提供了良好的基础。
- 樊洪海彭齐腾学清周号博李朝玮汤化沙
- 关键词：屈服值
- 井下钻井液密度简易计算方法被引量：3
- 2015年
- 针对目前井下钻井液密度的计算问题,在综合已有的复合模型、经验模型计算法的基础上,结合现场钻井液运用情况,提出一种适用于高温高压下钻井液密度的简易计算方法。分别研究液相水、液相油密度随井下温度、压力的变化规律,并考虑实际钻井液液相水、液相油的组分,根据体积比系数计算井下钻井液的密度值。选取具有一定代表性的水基、油基钻井液进行实例验证,结果表明该简易计算方法的计算精度能够满足工程要求,且具有计算简便、可操作性强等优点。
- 王鄂川樊洪海马良辉
- 关键词：钻井液密度
