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连续管钻井电液定向装置工具面调整方法

石油钻探技术 2016年第6期44卷 48-54页

作者：李猛贺会群辛永安娄尔标张云飞重庆科技学院石油与天然气工程学院重庆401331 中国石油钻井工程技术研究院北京102206 中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院新疆库尔勒841000

针对连续管钻井过程中工具面难以及时摆正的问题，研究了连续管钻井电液定向装置工具面调整方法。在设计连续管钻井电液定向装置结构的基础上，应用空间圆弧轨迹矢量描述方法，按照工具面调整方式及该电液定向装置的结构特点，提出了适... 详细信息

针对连续管钻井过程中工具面难以及时摆正的问题，研究了连续管钻井电液定向装置工具面调整方法。在设计连续管钻井电液定向装置结构的基础上，应用空间圆弧轨迹矢量描述方法，按照工具面调整方式及该电液定向装置的结构特点，提出了适合该装置调整工具面的方法，并建立了滑动螺母运动位移与工具面调整角度的函数模型。研究发现，控制滑动螺母在一个行程（0-110mm）内往复轴向移动，可带动定向装置中的螺旋芯轴双向旋转工具面；工具面角在0°～360°范围内变化时，滑动螺母运动位移与工具面角调整量呈“折线”关系，且在每条“折线”的两斜直线段上，滑动螺母运动位移随工具面角调整量均呈线性增加关系。研究结果表明，该新型连续管钻井电液定向装置的工具面调整方法切实可行，有助于提高连续管钻井效率，有利于推动国内连续管钻井技术的研究与应用。

关键词：连续管钻井电液定向装置工具面角数学模型

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PDC钻头防泥包性能数值模拟研究

石油钻探技术 2015年第6期43卷 108-113页

作者：陈修平邹德永李东杰娄尔标中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油华北油田分公司采油工程研究院河北任丘062552 中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院新疆库尔勒841000

为量化研究水力因素对PDC钻头防泥包性能的影响规律,针对现场常用PDC钻头建立了三维流域模型,将岩屑视为从井底面射入流场的球状颗粒,基于CFD离散相模型(DPM)对固相颗粒运动进行追踪,将钻头体DPM边界条件设置为"trap(捕获)",用岩屑颗粒... 详细信息

为量化研究水力因素对PDC钻头防泥包性能的影响规律,针对现场常用PDC钻头建立了三维流域模型,将岩屑视为从井底面射入流场的球状颗粒,基于CFD离散相模型(DPM)对固相颗粒运动进行追踪,将钻头体DPM边界条件设置为"trap(捕获)",用岩屑颗粒捕获率作为泥包概率的评价参数。数值模拟发现,岩屑颗粒在井底流场中的输运是沿程存在碰撞与反弹的不规则三维运动;当岩屑颗粒粒径小于1.0mm时,其捕获率随粒径增大而减小;当岩屑颗粒粒径大于1.0mm时,其捕获率随粒径增大而增大;喷嘴尺寸从8.0mm增大至16.0mm,岩屑颗粒捕获率逐渐增大;与五喷嘴相比,七喷嘴的岩屑颗粒捕获率更小;相对于不等径喷嘴组合,等径喷嘴组合方式情况下的岩屑颗粒捕获率更小。研究结果表明,岩屑颗粒捕获率随喷嘴尺寸增大呈线性增大,随喷嘴数量增大呈线性减小,随刀翼宽度增大呈线性增大,随刀翼高度增大呈线性减小。基于DPM的钻头井底流场数值模拟为PDC钻头防泥包性能研究提供了新的思路,可以为钻头防泥包设计提供理论指导。

关键词： PDC钻头泥包数值模拟离散相模型

降级钻杆接头抗扭和抗拉性能的三维有限元分析

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降级钻杆接头抗扭和抗拉性能的三维有限元分析

第26届全国结构工程学术会议

作者：冯少波狄勤丰李宁陈锋周波娄尔标中国石油塔里木油田公司上海大学上海市应用数学和力学研究所上海大学机电工程与自动化学院

钻杆接头是钻柱的薄弱环节,其外径相对较大,在使用过程中比钻杆本体更容易发生不同程度的磨损,使得壁厚变薄,影响接头的连接强度。API标准给出了钻杆接头的分级依据及其抗扭强度、抗拉强度计算公式,但基于诸多假设条件,且未考虑台肩磨... 详细信息

钻杆接头是钻柱的薄弱环节,其外径相对较大,在使用过程中比钻杆本体更容易发生不同程度的磨损,使得壁厚变薄,影响接头的连接强度。API标准给出了钻杆接头的分级依据及其抗扭强度、抗拉强度计算公式,但基于诸多假设条件,且未考虑台肩磨损对接头性能的影响。实验方法虽能直观地评价降级钻杆接头的综合性能,然而其所需周期长、费用高,且无法直接测量和描述接头内部的应力应变特征,因而数值模拟方法得到重视。目前普遍采用的二维轴对称有限元分析方法由于忽略了螺纹牙的螺旋升角,难以描述轴向力、扭矩作用下钻杆接头的真实受力状态,很难评价钻杆接头的抗拉强度和抗扭强度。本文考虑螺纹牙螺旋升角的影响,分别建立新钻杆接头、降级钻杆接头（包括均匀磨损和偏心磨损）的三维弹塑性有限元计算模型,研究不同程度磨损条件下钻杆接头的受力特征,明确磨损对钻杆接头抗扭性能和抗拉性能的影响。结果表明,磨损降低了台肩处的抗扭性能,而API标准中钻杆接头抗扭强度计算公式并未考虑到这一点,使得降级钻杆接头的实际抗扭强度比API标准给定值更低,实际作业中如果按照API给定值操作存在一定的安全隐患。同时,偏心磨损对钻杆接头的抗拉性能有较大的影响,应引起重视。基于降级钻杆接头的三维应力特征分析,形成了降级钻杆接头抗扭强度和抗拉强度确定方法。

关键词：降级钻杆接头偏磨三维有限元分析抗扭强度抗拉强度

来源： cnki会议评论

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库车前陆盆地致密砂岩气藏出砂预测及防治

长江大学学报（自科版）（上旬） 2014年第11期11卷 119-121页

作者：彭芬袁学芳张杨娄尔标曹献平中石油塔里木油田分公司油气工程研究院新疆库尔勒841000

传统的出砂预测B指数法和声波时差法以B指数临界值和声波时差临界值为参考来判断储层出砂情况,而临界值选择具有经验性,对库车前陆盆地裂缝性致密砂岩储层的出砂预测不适用。通过气井试气出砂情况分析,修正了B指数法和声波时差法的临界... 详细信息

传统的出砂预测B指数法和声波时差法以B指数临界值和声波时差临界值为参考来判断储层出砂情况,而临界值选择具有经验性,对库车前陆盆地裂缝性致密砂岩储层的出砂预测不适用。通过气井试气出砂情况分析,修正了B指数法和声波时差法的临界值,采用修正后的预测方法对2口气井进行出砂预测,符合生产情况;利用德鲁克-普拉格破坏准则确定裸眼井的临界生产压差,调整出砂井的生产压差,压差调整后气井出砂情况得到明显的改善。

关键词：致密砂岩出砂预测出砂防治生产压差

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双层组合套管抗外挤强度影响因素研究

钻采工艺 2021年第3期44卷 28-32页

作者：娄尔标刘洪涛秦宏王双来李宁彭芬牟易升中国石油塔里木油田分公司西安摩尔石油工程实验室股份有限公司西南石油大学“油气藏地质及开发工程国家重点实验室”

以外层套管为φ339.72 mm×13.06 mm P110和内层套管φ244.48 mm×11.99 mm TLM140、中间环空为水泥环的双层组合套管为研究对象,通过有限元模拟方法研究了水泥弹性模量及不同固井工况因素如水泥环偏心、水泥环缺失、混浆流动和水泥环... 详细信息

以外层套管为φ339.72 mm×13.06 mm P110和内层套管φ244.48 mm×11.99 mm TLM140、中间环空为水泥环的双层组合套管为研究对象,通过有限元模拟方法研究了水泥弹性模量及不同固井工况因素如水泥环偏心、水泥环缺失、混浆流动和水泥环破碎分布对双层组合套管的抗外挤强度性影响规律。模拟计算结果表明,双层组合套管的抗外挤强度比单内层套管的抗外挤强度提高了167.3%,为单内层套管抗外挤强度的2.673倍;双层组合套管的抗外挤强度与水泥环的弹性模量为非线性关系,双层组合套管的抗外挤强度在水泥环的弹性模量在0~2GPa时增加迅速,水泥环的弹性模量为2~36 GPa时增加较缓慢;双层组合套管抗外挤强度影响最大的固井工况因素为水泥环缺失,最大下降率为71.55%;其次为混浆流动、水泥环破碎工况因素,下降率为33.72%;水泥环偏心因素影响最小,下降率为5.26%。

关键词：双层组合套管抗外挤强度固井工况因素有限元分析

140V套管在高性能水基泥浆中的磨损行为研究

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山东工业技术 2019年第3期 81-83,130页

作者：娄尔标王子逾周波郭梦龙刘川福中国石油塔里木油田油气工程研究院新疆库尔勒841000 西安摩尔石油工程实验室西安710065

分别针对套管磨损试验后套管磨损体积、磨损系数、摩擦系数及微观磨损机理进行了分析讨论。结果表明:高性能水基泥浆的密度越大,磨损越严重。在磨损进行一段时间后,磨损体积、摩擦系数和磨损系数均呈现减小的趋势并趋于稳定。在低泥浆... 详细信息

分别针对套管磨损试验后套管磨损体积、磨损系数、摩擦系数及微观磨损机理进行了分析讨论。结果表明:高性能水基泥浆的密度越大,磨损越严重。在磨损进行一段时间后,磨损体积、摩擦系数和磨损系数均呈现减小的趋势并趋于稳定。在低泥浆密度条件下,主要为磨粒磨损,随着泥浆密度增加,发生磨粒磨损的同时会伴有部分黏着磨损。

关键词：高性能水基泥浆 140V套管钻杆接头套管磨损磨损机理

巨厚砾石层气体钻井井筒不规则性对井斜的影响研究

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石油钻探技术 2021年第3期49卷 62-66页

作者：娄尔标周波刘洪涛陈锋王文昌薛艳鹏中国石油塔里木油田分公司新疆库尔勒841000 上海大学机电工程与自动化学院上海200072 上海大学力学与工程科学学院上海200072

直井易斜和下套管困难是巨厚砾石层气体钻井存在的2个亟需解决的问题。现场测试数据表明,即使使用普遍认为具有较好控斜效果的空气锤钻井技术,井斜控制依然困难,且井筒的规则性很差,这很难用现有的控斜理论解释。现有底部钻具组合(BHA)... 详细信息

直井易斜和下套管困难是巨厚砾石层气体钻井存在的2个亟需解决的问题。现场测试数据表明,即使使用普遍认为具有较好控斜效果的空气锤钻井技术,井斜控制依然困难,且井筒的规则性很差,这很难用现有的控斜理论解释。现有底部钻具组合(BHA)受力模型均未考虑井筒的不规则性,都假设井筒光滑规则。为此,基于现场实测数据,利用有限元方法建立了BHA与不规则井筒相互作用的力学模型,分析了井筒不规则性对BHA受力特征的影响。模型分析表明,不规则井筒易形成附加支点,缩短有效钟摆长度,使降斜力大幅减小,甚至可能使钻头侧向力成为增斜力,造成井斜控制失败。实例分析证实,巨厚砾石层采用气体钻井时,预弯钟摆BHA所钻井筒相对较为规则,控斜效果好,下套管作业顺利。现场实测数据间接证明了井筒不规则性对井斜存在重要影响,BHA力学分析时应考虑井筒的不规则性。

关键词：巨厚砾石层气体钻井井筒规则性井斜降斜力

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干井筒下套管作业时的最大允许遇阻载荷分析

钻采工艺 2018年第5期41卷 5-8,131页

作者：李宁狄勤丰滕学清王文昌张权张涛杨沛娄尔标中国石油塔里木油田分公司上海大学上海市应用数学和力学研究所

砾石层段气体钻井时,易在井壁形成台阶和凸起,使套管下入过程中容易遇阻。此时套管柱就成为一个具有超长细比特征的连续体遇阻问题,一旦遇阻载荷突然释放,将会在套管中形成动态冲击载荷。在干法固井(井筒内为气体)的条件下,钻机的额定... 详细信息

砾石层段气体钻井时,易在井壁形成台阶和凸起,使套管下入过程中容易遇阻。此时套管柱就成为一个具有超长细比特征的连续体遇阻问题,一旦遇阻载荷突然释放,将会在套管中形成动态冲击载荷。在干法固井(井筒内为气体)的条件下,钻机的额定悬重余量很小,这种附加动载将会造成很大的作业风险。文章在连续体及多自由度管柱振动分析的基础上,考虑干法固井特点,推导了套管柱振动的解析模型,分析了套管纵向振动的振型及动态载荷特征,研究了参数影响规律,得出了附加动载计算模型。这对于指导实际套管下入参数控制,保证固井作业安全具有十分重要的意义。

关键词：气体钻井干法固井下入遇阻振动响应附加动载

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各向异性油藏倾斜裂缝水平井非稳态压力模型

断块油气田 2017年第1期24卷 74-78页

作者：任宗孝吴晓东何晓君李金海左翼娄尔标中国石油大学(北京)石油工程学院教育部重点实验室北京102249 中国石油青海油田测试公司青海茫崖816400 中国石油青海油田公司采油三厂青海茫崖816400 中国石油塔里木油田公司油气工程研究院新疆库尔勒841000

由于地质沉积过程中岩石颗粒大小取向不同,导致大部分油藏都是各向异性油藏;各向异性油藏又会导致水力裂缝与水平井筒之间存在一定的倾角。但目前压裂水平井非稳态压力模型大都在各向同性油藏裂缝垂直井筒前提下建立的。为解决现场实际... 详细信息

由于地质沉积过程中岩石颗粒大小取向不同,导致大部分油藏都是各向异性油藏;各向异性油藏又会导致水力裂缝与水平井筒之间存在一定的倾角。但目前压裂水平井非稳态压力模型大都在各向同性油藏裂缝垂直井筒前提下建立的。为解决现场实际问题,首先通过坐标变换将各向异性油藏等效转换为各向同性油藏,之后基于Ozkan源函数应用坐标平移及坐标旋转原理,建立考虑裂缝与水平井筒之间存在任意倾角的分段压裂水平井非稳态压力模型。经计算,当裂缝与平面最大渗透率夹角为90°时,渗流阻力最小;夹角在50~90°变化时,倾角的改变对分段压裂水平井压力影响较小。随着裂缝间距的降低,第一径向流逐渐消失,试井曲线会出现"驼峰"状凸起。

关键词：各向异性油藏倾斜裂缝坐标变换压裂水平井源函数