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筛管抗拉强度计算及全尺寸试验

钻采工艺 2023年第4期46卷 110-115页

作者：姬丙寅史交齐徐蔼彦刘卫东西安三维应力工程技术有限公司胜利油田高原石油装备有限责任公司

随着筛网式滤砂管的应用越来越多,钻井和地质工况条件越来越复杂,对筛管的强度要求较高。国内外对基管强度研究主要集中在抗挤性能和防砂性能评价两个方面,而基管抗拉强度研究相关报道较少。为建立筛管抗拉强度的计算公式,满足油田筛管... 详细信息

随着筛网式滤砂管的应用越来越多,钻井和地质工况条件越来越复杂,对筛管的强度要求较高。国内外对基管强度研究主要集中在抗挤性能和防砂性能评价两个方面,而基管抗拉强度研究相关报道较少。为建立筛管抗拉强度的计算公式,满足油田筛管基管设计与选材需要,笔者采用全尺寸试验方法对筛管抗拉强度进行研究,筛管抗拉强度有限元计算值和全尺寸试验值二者误差小于7%,并建立筛管布孔方式(孔眼直径、轴向孔间距、横截面周向孔数)与筛管抗拉强度计算关系式,筛管抗拉强度计算值与试验值相比误差约8%。筛管基管的布孔方式影响筛管的抗拉强度,孔眼直径对抗拉强度影响最大,轴向孔间距影响次之,横截面周向孔数影响最小。

关键词：筛管抗拉强度全尺寸试验计算公式

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注聚井绕丝筛管性能评价及结构优化

科学技术与工程 2022年第16期22卷 6474-6481页

作者：钱钦王力智张雪梅车传睿宋洋孙宝全董长银黄有艺中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院东营257000 中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580

机械筛管是疏松砂岩油藏的聚合物驱注聚井主要防砂形式,筛管的选型和参数优化不但要考虑对地层砂的防砂效果,还需要考虑注聚期间筛管对聚合物溶液黏度保留率。通过筛管内注聚合物实验、挡砂堵塞实验以及堵塞后注聚合物实验,分析不同缝... 详细信息

机械筛管是疏松砂岩油藏的聚合物驱注聚井主要防砂形式,筛管的选型和参数优化不但要考虑对地层砂的防砂效果,还需要考虑注聚期间筛管对聚合物溶液黏度保留率。通过筛管内注聚合物实验、挡砂堵塞实验以及堵塞后注聚合物实验,分析不同缝型缝宽绕丝筛管的堵塞规律及挡砂情况,结合过筛管聚合物黏度保留率进行综合性能对比。结果表明:干净筛管对聚合物黏度损害较低,而筛管堵塞后对聚合物黏度损害大大增强,重新注聚时的自解堵能力对聚合物黏度起决定性影响。缝型结构对挡砂堵塞影响明显,是否有利于形成砂粒桥架沉积决定了筛管堵塞程度。对于目标油区中值粒径130μm地层砂,180μm精度倒梯形缝筛管表现出最优综合性能。该研究考虑筛管对聚合物剪切降粘特点和挡砂堵塞,提供了一种综合对比评价方法,可为注聚井绕丝筛管防砂条件下的缝型缝宽优选提供参考和借鉴。

关键词：注聚井筛管挡砂堵塞聚合物降黏参数优化

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超声波技术对煤粉堵塞筛管的解堵实验

煤矿安全 2023年第9期54卷 46-52页

作者：任金伟魏迎春王平刘子亮张琦晋香兰曹代勇中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中国煤炭科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

在煤层气开采过程中,煤粉堵塞筛管问题严重影响煤层气井的连续稳定排采。针对煤粉堵塞筛管问题,提出了采用超声波技术对筛管进行解堵的方法,开展了超声波技术对不同粒度和不同成分的煤粉堵塞筛管的解堵实验,探讨了超声波技术对筛管的解... 详细信息

在煤层气开采过程中,煤粉堵塞筛管问题严重影响煤层气井的连续稳定排采。针对煤粉堵塞筛管问题,提出了采用超声波技术对筛管进行解堵的方法,开展了超声波技术对不同粒度和不同成分的煤粉堵塞筛管的解堵实验,探讨了超声波技术对筛管的解堵效果和影响因素。结果表明:随着煤粉粒度(125~300μm)的增大,煤粉的比表面积减小,煤粉所受附着力减小,超声波技术对筛管的解堵效果增强;高岭土能改善煤粉的亲水性,随着煤粉中所含高岭土比例的增加,煤粉颗粒间的疏水引力减小,煤粉所受附着力减小,超声波技术对筛管的解堵效果增强;超声波技术解堵作用时间在0~30 min内,随超声波作用时间的增长,超声波解堵效率降低;在0~10 min内解堵效果最明显,建议超声波解堵时,作用时间大于10 min。

关键词：煤层气煤粉超声波技术筛管解堵

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弯曲载荷下不同布孔形式筛管极限弯矩分析

石油机械 2023年第10期51卷 150-156页

作者：郭凯毅付光明彭玉丹李明亮朱秉剑庹宇航中国石油大学(华东)新能源学院中国石油大学(华东)石油工程学院大港油田石油工程研究院中石油新疆油田分公司陆梁油田作业区中国石油天然气管道工程有限公司

针对水平井和大位移井防砂完井过程中筛管通过井眼弯曲段极易发生屈曲破坏的问题,基于ABAQUS有限元软件建立了弯曲载荷作用下平行布孔、交错布孔和螺旋布孔筛管的有限元模型;研究了弯曲载荷作用下筛管几何参数和布孔参数对平行布孔、交... 详细信息

针对水平井和大位移井防砂完井过程中筛管通过井眼弯曲段极易发生屈曲破坏的问题,基于ABAQUS有限元软件建立了弯曲载荷作用下平行布孔、交错布孔和螺旋布孔筛管的有限元模型;研究了弯曲载荷作用下筛管几何参数和布孔参数对平行布孔、交错布孔和螺旋布孔筛管极限弯矩的影响规律。研究结果表明:当孔密较小时,随着孔密和孔径的增大,3种布孔形式筛管的极限弯矩近似相等;当孔密较大时,随孔径和孔密度增大,交错布孔筛管极限弯矩最大;当孔密极大时,随孔径和孔密度增大,螺旋布孔形式筛管的极限弯矩最大;此外,随着孔径或孔密的增大,交错布孔筛管的极限弯矩降低程度最为明显。研究结果可为现场筛管布孔形式的选择和参数优化提供重要参考。

关键词：筛管弯曲载荷布孔形式极限弯矩防砂完井有限元

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高温环境下钛合金筛管力学性能试验研究

石油机械 2022年第11期50卷 81-89页

作者：李冰周波汪海阁查永进张富成何柳中国石油集团工程技术研究院有限公司

目前在高温环境中的钛合金管体整体力学特性及钛合金筛管工程适用性评价少见报道,为此,开展了高温下管材拉伸性能及冲击特性研究、循环温度下管材应变规律研究、温度载荷变化特征研究和温度对筛管非均匀挤毁载荷影响研究,评价了钛合金... 详细信息

目前在高温环境中的钛合金管体整体力学特性及钛合金筛管工程适用性评价少见报道,为此,开展了高温下管材拉伸性能及冲击特性研究、循环温度下管材应变规律研究、温度载荷变化特征研究和温度对筛管非均匀挤毁载荷影响研究,评价了钛合金筛管在高温环境中的力学特性及工程适用性。研究结果表明:α+β钛合金能通过淬火、时效使合金强化;在350℃循环温度下,钛合金筛管最大轴向伸长率为0.187%,为同规格碳钢筛管的43.5%,其轴向压缩载荷是常规碳钢筛管的37%;在350℃温度下其屈服强度相比常温降低28.7%,衰退率与J55级钢相近,350℃钛合金筛管非均匀挤毁载荷相对常温非均匀挤毁载荷值降低36%。所得结论可为复杂超深层油气井、稠油热采井筛管选型提供新方向。

关键词：钛合金筛管应变温度载荷非均匀挤毁

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煤矿井下碎软煤层完孔筛管相位角研究

煤炭技术 2023年第6期42卷 197-200页

作者：钟锋唐胜利王力王佳乐西安科技大学地质与环境学院西安710054 中煤科工西安研究院(集团)有限公司西安710077

筛管完孔技术是煤矿井下碎软煤层进行瓦斯抽采的重要技术措施。针对目前完孔筛管抽采效率问题和下入筛管特点,建立了筛眼在不同相位角下的物理模型,采用数值模拟方法,分析了筛管内部流体抽采速度及抗围压强度,当筛管筛眼相位角为60°时... 详细信息

筛管完孔技术是煤矿井下碎软煤层进行瓦斯抽采的重要技术措施。针对目前完孔筛管抽采效率问题和下入筛管特点,建立了筛眼在不同相位角下的物理模型,采用数值模拟方法,分析了筛管内部流体抽采速度及抗围压强度,当筛管筛眼相位角为60°时,未见涡流减速区,流速最大且抗围压强度满足需求,并在山西某煤矿进行现场试验验证。结果表明:下入筛眼相位角为60°筛管钻孔较下入普通筛管钻孔的瓦斯抽采效果整体提升了19%左右,研究结果对煤矿井下瓦斯抽采孔筛管结构参数优化提供了一定的参考意义。

关键词：煤矿井下碎软煤层筛管筛眼相位角数值模拟

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自洁缝防砂筛管对注聚采油粘度影响研究

应用化工 2023年第8期52卷 2261-2264页

作者：孙孟莹邓金根桂云李华洋冯永存中国石油大学(北京)石油工程学院北京100000 中国石油川庆钻探工程有限公司川西钻探公司四川成都610051

自清洁机械筛管是注聚驱油出砂地层完井的主要防砂方式,管缝类型的选择不仅要保证理想的防砂精度,更要最大程度的降低对化学驱溶液性能的影响。采用小型可视化防砂模拟实验设备,研究了聚丙烯酰胺溶液经过筛管的粘度损失率,评价各筛缝类... 详细信息

自清洁机械筛管是注聚驱油出砂地层完井的主要防砂方式,管缝类型的选择不仅要保证理想的防砂精度,更要最大程度的降低对化学驱溶液性能的影响。采用小型可视化防砂模拟实验设备,研究了聚丙烯酰胺溶液经过筛管的粘度损失率,评价各筛缝类型、泵液速度和溶液粘度对聚合物溶液粘度的影响。结果表明,聚合物溶液配制后,粘度稳定时间为1 h。流体泵注速度增加,粘度损失率减少。同等条件下,溶液浓度对粘度的影响较小,且恢复时间短。该研究考虑了常见的自清洁筛缝对流体的剪切破坏,提出了一种新型可操性强的聚合物驱筛管性能评价实验方法,为注聚井完井机械控砂结构的优选提供借鉴。

关键词：注聚井筛管自清洁粘度

煤矿井下护孔筛管煤粉颗粒通过性分析及抽采效果试验

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煤炭学报 2020年第7期45卷 2500-2506页

作者：张金宝王毅姚宁平金新张杰王力陈斌马腾跃中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410012 煤炭科学研究总院北京100013 淮北矿业(集团)有限责任公司安徽淮北235006

煤矿井下煤层钻孔后筛管完孔已成为碎软煤层瓦斯抽采的有效护孔措施。为了研究常规圆孔筛管和割缝筛管的缝眼参数变化对瓦斯抽采效果的影响规律,基于离散单元法,利用PFC3D离散元分析软件建立了煤粉颗粒通过筛管的颗粒流模型,对煤粉颗粒... 详细信息

煤矿井下煤层钻孔后筛管完孔已成为碎软煤层瓦斯抽采的有效护孔措施。为了研究常规圆孔筛管和割缝筛管的缝眼参数变化对瓦斯抽采效果的影响规律,基于离散单元法,利用PFC3D离散元分析软件建立了煤粉颗粒通过筛管的颗粒流模型,对煤粉颗粒在围压下穿过筛管筛眼或割缝的体积量进行了模拟,研究了筛眼直径、割缝宽度和割缝长度等参数变化对煤粉颗粒通过筛管性能的影响规律;结合模拟分析结果,设计了3种割缝筛管和1种圆孔筛管,并在淮北童亭煤矿864工作面进行了瓦斯抽采效果试验。模拟分析结果表明:同样过流面积下,筛管煤粉通过体积量随筛眼直径或割缝宽度和长度的增加而线性增大,同一筛眼直径和割缝宽度下煤粉通过体积量基本相当,且筛眼直径和割缝宽度对于煤粉通过体积量的影响要远大于割缝长度。现场抽采试验表明:3组割缝筛管瓦斯抽采纯量分别比圆孔筛管提高60.0%,43.3%,33.4%,且抽采51 d后的瓦斯混合流量和纯量也分别是圆孔筛管的约4倍,2.5倍和1.5倍以及约2.5倍,2倍和1.5倍,结合10 mm圆孔筛管煤粉体积通过量分别是缝宽2,3,4 mm割缝筛管的22,6,3.3倍,可以发现减小筛管的煤粉体积通过量可有效提高筛管在整个抽采过程中的抽采混合量和瓦斯纯量。

关键词：筛管离散元法瓦斯抽采煤粉颗粒流

筛管投放技术在三元煤矿瓦斯提浓工艺中的研究与应用

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煤炭科技 2023年第4期44卷 75-79页

作者：彭建辉晋能控股煤业集团三元煤矿山西长治054000

随着我国煤矿开采进入深部开采,矿井瓦斯事故频发,钻孔抽采瓦斯是解决瓦斯超限问题的根本措施。为了提高井下本煤层钻孔的瓦斯抽采浓度,进而提高单孔瓦斯抽采效率,以三元煤矿3号煤层4306工作面回风巷为试验地点,进行筛管下放前后的瓦斯... 详细信息

随着我国煤矿开采进入深部开采,矿井瓦斯事故频发,钻孔抽采瓦斯是解决瓦斯超限问题的根本措施。为了提高井下本煤层钻孔的瓦斯抽采浓度,进而提高单孔瓦斯抽采效率,以三元煤矿3号煤层4306工作面回风巷为试验地点,进行筛管下放前后的瓦斯抽采钻孔效果分析。选取2组瓦斯抽采钻孔(每组10个钻孔,总计20个钻孔),分别采取全程未下筛管和下50 m筛管2种方式进行瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采混量的效果对比。结果表明,下筛管比未下筛管单孔抽采纯量可提高1.9倍,有效解决了瓦斯抽采钻孔因煤层松软和透气性低导致的塌孔及抽采效果不理想的难题。

关键词：筛管瓦斯抽采瓦斯治理煤层透气性