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一种耐高温高压小尺寸光纤MEMS地震检波器仿真与分析

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声学与电子工程 2023年第2期 8-12页

作者：梁兴李东明刘帅张永强史树有中国石油天然气股份有限公司浙江油田分公司杭州311100 第七一五研究所杭州310023

针对井中套管外永置式微地震监测应用需求,设计了一种耐高温高压的小尺寸光纤MEMS井下微地震检波器,利用有限元分析软件ANSYS对设计的光纤MEMS地震检波器进行仿真分析。仿真结果显示,该型检波器在0~350Hz的频响范围内能达到75.562nm/g... 详细信息

针对井中套管外永置式微地震监测应用需求,设计了一种耐高温高压的小尺寸光纤MEMS井下微地震检波器,利用有限元分析软件ANSYS对设计的光纤MEMS地震检波器进行仿真分析。仿真结果显示,该型检波器在0~350Hz的频响范围内能达到75.562nm/g的加速度灵敏度,横/轴向加速度灵敏度比值为7×10^(-4),可实现百十μg量级的井中地震信号监测。采用高集成度结构设计实现外径16.6mm的紧凑型光纤MEMS地震检波器,具备套管外永置式安装能力;选用硅基MEMS芯片抑制高温交叉影响并通过对结构材料筛选达到>200℃的耐温性能;压力仿真结果表明,设计的光纤MEMS地震检波器具备200MPa耐压能力,可满足油气井套管外微地震监测的应用需求。

关键词：光纤MEMS加速度芯片耐高温高压小尺寸有限元分析

一种耐高温高压防蜡抽油管内防腐涂料的制备与研究

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现代涂料与涂装 2022年第3期25卷 4-5+8页

作者：呼海波吴栋刘成李丹西安天元合成材料有限公司

研究了一种耐高温高压防蜡涂料，可应用于石油开采领域抽油管内壁的防腐与保护。主要研究了主体树脂对防腐性能的影响，粉料类型及用量对防蜡效果与耐磨性的影响，同时研究了涂料的颜基比对涂料耐高温高压性能的影响。试验结果表明，酚... 详细信息

研究了一种耐高温高压防蜡涂料，可应用于石油开采领域抽油管内壁的防腐与保护。主要研究了主体树脂对防腐性能的影响，粉料类型及用量对防蜡效果与耐磨性的影响，同时研究了涂料的颜基比对涂料耐高温高压性能的影响。试验结果表明，酚醛环氧树脂相比于双酚A型环氧树脂的防腐性能更加优秀，反应性有机硅表面助剂搭配超细自润滑粉料可很大限度提高涂料的防蜡效果，涂料的颜基比为0.6时，涂料的耐高温高压性能优异且成本具有市场竞争力。

关键词：抽油管防蜡耐高温高压防腐涂料

影响无溶剂环氧涂层耐高温高压性能的因素分析与研究

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现代涂料与涂装 2023年第11期26卷 19-21页

作者：呼海波吴栋吴永平王迪西安天元合成材料有限公司

对无溶剂环氧涂层在耐高温高压性能方面进行分析研究，通过大量试验对比，分析涂料中各组分对涂层耐高温高压性能的影响，得出在耐高温高压性能优异的情况下各组分的最优配比。

关键词：耐高温高压环氧涂层无溶剂

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耐高温高压封隔器胶筒的研制

特种橡胶制品 2018年第2期39卷 44-46页

作者：董杰韩进吴信荣黎文才李世民中国石化中原油田石油工程技术研究院河南濮阳457001

使用碳纳米管补强氢化丁腈橡胶,测试了其在室温和高温下的硫化特性和力学性能;使用室内浸油试验测试了氢化丁腈橡胶封隔器胶筒在高温高压条件下的性能。结果表明,随着碳纳米管用量的增大,t_(10)和t_(90)均缩短,M_L和M_H均增大,硫化胶邵... 详细信息

使用碳纳米管补强氢化丁腈橡胶,测试了其在室温和高温下的硫化特性和力学性能;使用室内浸油试验测试了氢化丁腈橡胶封隔器胶筒在高温高压条件下的性能。结果表明,随着碳纳米管用量的增大,t_(10)和t_(90)均缩短,M_L和M_H均增大,硫化胶邵尔A硬度增大,拉伸强度和撕裂强度均先增大后减小,拉断伸长率减小;氢化丁腈橡胶封隔器胶筒可在150℃×50 MPa或130℃×60 MPa条件下分别用于深井注水和压裂工艺。

关键词：氢化丁腈橡胶碳纳米管耐高温高压封隔器胶筒

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耐高温高压超高密度水泥浆体系的室内研究

钻井液与完井液 2021年第1期38卷 116-121页

作者：宋鹤杨威唐俊峰刘翠微王敬朋林志伟中国石油集团工程技术研究有限公司天津300450 新疆油田公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000

天湾1井是位于准噶尔盆地中部的一口超深预探井,井深为7500 m,井底压力为170 MPa,井底温度为160℃,针对该井高温高压的问题,以及目前超高密度水泥浆存在的流动性和沉降稳定性差、动态失水量较大、以及大温差下顶部水泥石强度出现过缓凝... 详细信息

天湾1井是位于准噶尔盆地中部的一口超深预探井,井深为7500 m,井底压力为170 MPa,井底温度为160℃,针对该井高温高压的问题,以及目前超高密度水泥浆存在的流动性和沉降稳定性差、动态失水量较大、以及大温差下顶部水泥石强度出现过缓凝等问题,室内成功研制出耐高温高压超高密度水泥浆体系,水泥浆密度可达2.55 g/cm^(3),该体系主要由新型加重剂、微硅、高温稳定剂、600目硅石粉(粒径为0.025 mm)、新型微锰矿粉、悬浮剂、高温缓凝剂、高温降失水剂、高温减阻剂等组成。实验结果表明,该体系水泥浆流动度达到32 cm,同时具有较好的沉降稳定性能,顶部水泥石强度较高,防气窜能力强,在160℃、170 MPa下,稠化时间线性可调,动态失水量为40 mL,该水泥浆体系应用范围广泛,可通过调整外加剂掺量来满足天湾1井不同井深温度下的固井施工要求。

关键词：超高密度水泥浆大温差耐高温高压天湾1井超深预探井

浅谈耐高温高压非金属密封件性能评价研究进展

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全面腐蚀控制 2019年第5期33卷 17-20页

作者：谢俊峰杨帆李岩薛艳吕拴录李丹平马磊宋洋塔里木油田分公司油气工程研究院新疆库尔勒841000 西安摩尔石油工程实验室股份有限公司陕西西安710065

本文介绍了几种常见的可在高温高压工况下服役的非金属密封件种类,包括橡胶类密封件、塑料类密封件和柔性石墨类密封件等。另外,阐述了常见耐高温高压非金属密封件的性能评价及工况适应性最新研究进展。为油气田高温高压工况用非金属密... 详细信息

本文介绍了几种常见的可在高温高压工况下服役的非金属密封件种类,包括橡胶类密封件、塑料类密封件和柔性石墨类密封件等。另外,阐述了常见耐高温高压非金属密封件的性能评价及工况适应性最新研究进展。为油气田高温高压工况用非金属密封件的性能评价和选材提供了参考依据。

关键词：耐高温高压非金属密封件选材

井中永置式套管外三分量光纤MEMS地震检波器研究

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石油物探 2024年第1期63卷 149-160页

作者：梁兴李东明刘帅张永强中国石油天然气股份有限公司浙江油田分公司浙江杭州311100 中国船舶集团有限公司第七一五研究所浙江杭州310023

针对非常规油气井套管外永置式微振动监测,研制了一种基于光纤法布里帕罗(F-P)干涉原理和微机电(MEMS)技术的三分量光纤MEMS地震检波器,将微地震信号转化为F-P腔长的变化,通过超快光谱探测技术和动态白光干涉解调技术实现高速解调。设... 详细信息

针对非常规油气井套管外永置式微振动监测,研制了一种基于光纤法布里帕罗(F-P)干涉原理和微机电(MEMS)技术的三分量光纤MEMS地震检波器,将微地震信号转化为F-P腔长的变化,通过超快光谱探测技术和动态白光干涉解调技术实现高速解调。设计并理论仿真了μm/g量级的高灵敏度MEMS加速度芯片,突破大深度双面套刻工艺完成芯片样品制造。采用高集成度小型化结构设计、无胶封装工艺设计和陶瓷微加工工艺实现25 mm微型外径,满足套管外永置式安装要求,提高了高温检测精度。在实验室完成了检波器与标准电学加速度计的性能对比测试,结果表明:检波器可耐受175 MPa高压和180℃高温,灵敏度分别为1.2382,1.2590,1.0862μm/g,工作频带为0~350 Hz,量程为±5 g,线性度误差耐高温高压、尺寸小巧、灵敏度高、线性度良好,在非常规油气井储层压裂改造和采油气生产过程中,永置式套管外的三分量光纤MEMS地震检波器可以发挥重要的监测作用。

关键词：光纤F-P传感永置式套管外三分量地震检波器 MEMS芯片耐高温高压

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高温高压钻井用堵漏材料的制备及性能研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第6期54卷 593-598页

作者：郭锦棠杜江波冯杰张志磊张航封江辉闫熙博天津大学化工学院天津300072 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

井漏是钻井过程中经常发生的事故,因此需要开发堵漏材料对井漏进行相应的处理.然而许多研究只关注封堵材料本身,却忽略了堵漏材料的当量密度会对地层承压能力等后果的影响.此外,随着钻井深度的不断增加,地层温度较高,地层压力较大,对堵... 详细信息

井漏是钻井过程中经常发生的事故,因此需要开发堵漏材料对井漏进行相应的处理.然而许多研究只关注封堵材料本身,却忽略了堵漏材料的当量密度会对地层承压能力等后果的影响.此外,随着钻井深度的不断增加,地层温度较高,地层压力较大,对堵漏材料的耐高温高压性能提出了更高要求.以环氧树脂E-51为主要堵漏材料,聚乙二醇200作为固化剂的良溶剂和环氧树脂的稀释剂,重晶石为加重剂,可使环氧树脂基堵漏材料的密度在一定的密度范围内可调,最高可达2.0 kg/m^(3).该堵漏材料是在热潜固化剂Q-500和促进剂SH-A100的存在下制备的,可用于原位封堵与温度有关但不敏感的地层.经过相关测试表明:该材料在质量分数为10%的盐酸、氢氧化钠和氯化钠水溶液中具有良好的稳定性,暴露24 h后的失重率小于1%,具有良好的化学稳定性;热失重曲线表明,材料可在230℃以上才发生分解,耐温性良好;抗压强度可达到30 MPa以上;在材料中加入质量分数为2%的稳定剂可显著降低因重晶石和树脂密度相差较大而在体系中的沉降,也可以保证树脂体系能够具有良好的流动性;SEM结果表明,聚乙二醇200的加入可以改变树脂的断裂行为,由脆性向韧性转变,稳定剂包覆在树脂表面;与常规堵漏材料相比,环氧树脂基堵漏材料具有良好的耐高温和耐高压性能,可作为一种具有较高应用潜力的堵漏材料.

关键词：井漏钻井堵漏材料耐高温高压

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高温条件下可固化钻井堵漏材料的研究

高温条件下可固化钻井堵漏材料的研究

作者：杜江波天津大学

学位级别：硕士

随着现代社会的飞速发展,人类对化石能源的需求也越来越高。石油作为重要的能源,在社会能源结构中占有重要地位。为了满足社会需求提升石油产量,需要向深井或超深井进行钻井以开采石油。而深井或超深井的地况条件复杂,伴随着较高的温度... 详细信息

随着现代社会的飞速发展,人类对化石能源的需求也越来越高。石油作为重要的能源,在社会能源结构中占有重要地位。为了满足社会需求提升石油产量,需要向深井或超深井进行钻井以开采石油。而深井或超深井的地况条件复杂,伴随着较高的温度梯度和压力梯度,常常发生钻井液漏失,井喷等事故,因此,需要使用耐高温高压的堵漏材料来应对,满足钻井的需求,提高石油开采效率。针对常规颗粒架桥材料对微裂缝地层涌水封堵效果不够理想,而聚合物凝胶类堵漏材料难以耐受高温环境,现阶段亟需开发出能够承压5 MPa以上,耐受温度达120℃的高温可固化堵漏剂以应对钻井漏失。环氧树脂固化后形成的三维网状结构具有优异的力学性能和耐高温特性,能够满足高温高压条件下的要求。但环氧树脂本身密度较低,在地层压力过大时无法平衡地层压力,也会造成地层水等随着漏失通道渗透进入钻井液,影响钻井液的性能,因此需要提高堵漏剂的当量密度以平衡地层压力。重晶石作为常用的加重剂,是钻井工程中常用的加重材料。但重晶石和环氧树脂密度相差较大,在体系中引进絮状物和短纤维,可降低因两者密度差异较大而造成的沉降分离。聚乙二醇200既作为固化剂的良溶剂,在降低环氧树脂的粘度的同时,也可以起到稀释剂的作用。本文选用双酚A型和双酚F型环氧树脂,使用超微细双氰胺Q-500、4,4’-二氨基二苯砜、市售SH-201三种固化剂进行环氧树脂开环聚合,制备出适用于90～140℃,固化时间在3 h左右的可固化堵漏剂,能够进入漏失通道,既可以满足高温高压的需要,又能够防止因过快固化导致卡钻、堵塞井眼的问题。对制备的堵漏剂进行抗压强度和耐温性测试,结果表明堵漏剂的抗压强度均在20 MPa以上,耐温性在150℃以上,具有良好的耐高温高压性能。同时对堵漏剂沉降稳定性、粘度、化学稳定性,扫描电镜和流动度等性能进行测试,结果表明封堵剂的流动度接近于纯水泥浆的流动度,沉降稳定性良好;盐酸、氢氧化钠和氯化钠溶液中质量溶失率小于1%,化学稳定性优异;恒定的高剪切速率下粘度稳定,且随温度的升高而降低,利于泵送,固化物扫描断裂面形貌表明聚乙二醇200的引入可以改变环氧树脂固化后的断裂面状态,增加韧性。

关键词：钻井堵漏剂耐高温高压环氧树脂力学性能粘度