国家科技重大专项(2011ZX05056-001-04)
- 作品数：9 被引量：56H指数：6
- 相关作者：李相方尹邦堂李轶明任美鹏隋秀香更多>>
- 相关机构：中国石油大学（北京）中国石油大学（华东）中国石油化工集团公司更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项中国石油大学(北京)科研基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程化学工程文化科学环境科学与工程更多>>
- 深水钻井沿隔水管超声波气侵实时监测技术研究被引量：13
- 2016年
- 早期溢流监测对预防石油开发钻井过程中井喷失控恶性事故具有至关重要的作用。深水钻井作业过程中在不破坏钻井隔水管力学结构的前提下,基于非接触式超声波测量手段沿程监测隔水管内部钻井液流动特征参数,设计了适合深水钻井隔水管气侵监测系统。实验模拟分析了深水钻井隔水管气侵监测系统超声波时差法和超声波多普勒法的气侵监测效果,结果表明:超声波时差法虽然在清水中可以实现含气率测量,但是对于水基钻井液并不适合;极小含气情况下,多普勒频移量出现极大衰减,并随着含气率的增加而下降,因此超声波多普勒方法对气侵早期识别具有可行性。上述成果对于深水钻井早期溢流监测有指导意义。
- 耿亚楠李轶明朱磊马昭华朱连望周云健
- 关键词：深水钻井隔水管井喷
- 超声波多普勒隔水管气侵监测系统设计与海上测试被引量：4
- 2017年
- 为了研究超声波多普勒隔水管气侵监测测量原理的正确性和海上应用的可行性,开展了室内实验和现场试验。通过室内实验,得到了油基钻井液在不同含气情况下超声波多普勒信号与含气率之间的关系,验证了利用多普勒信号畸变进行气侵识别的有效性和适用性;通过开展陆上井现场试验,确定了隔水管气侵监测系统设计的关键参数,验证了超声波多普勒设备对大壁厚环空内部流动监测的可行性;设计并加工了隔水管气侵监测系统样机。通过在海上钻井过程中的实际应用,测试了监测系统的稳定性,得到了隔水管内部流动状态的监测信号,验证了隔水管气侵监测系统在海上现场应用的可行性。
- 李轶明张伟国周云健陈京德耿亚楠朱磊朱连望
- 关键词：井喷隔水管深水钻井
- 钻井气液两相流体溢流与分布特征研究被引量：11
- 2012年
- 常规钻井返出管线敞口,钻井液在返出管线中流动为非满管流动,小气侵量时,泥浆池液面变化不明显,检测装置无法测量液面变化,钻井液返出流量无法测量或者测量误差较大,无法感知小流量差的变化。本文基于气液两相流理论建立了井筒气液两相流参数与井口溢流速度的关系模型,计算表明气侵速度越大,气泡运移距井口越近,井口溢流速度越大。并以空气和钻井液(非牛顿流体)为介质,基于VOF多相流模型,模拟了钻井液返出流量变化时气液界面变化情况,分析了纯钻井液和不同含气率钻井液在返出管线流动时液面变化特征,得出纯钻井液流动时喇叭口处液面变化最明显,优化液面检测装置安装在喇叭上,更能准确及时地检测液面变化早期发现溢流,进气速度影响返出管线钻井液液面稳定性。
- 任美鹏李相方徐大融尹邦堂
- 关键词：溢流VOF模型气侵检测
- 基于多普勒测量技术的深水隔水管气侵早期监测研究被引量：9
- 2014年
- 为减少深水钻井中的井喷及井喷爆炸事故,及时发现溢流,通过分析深水钻井中井筒侵入气的分布规律,利用非接触式超声波多普勒测量系统对深水隔水管气侵进行了研究。在连续相为水基钻井液的情况下,通过改变钻井液流速和含气率,分析了超声波多普勒信号的变化特征。通过处理实时采集的不同含气率下的测量信号电压并进行平均,得到了超声波多普勒测量信号随含气率的变化曲线,测量含量随含气率增大呈上升趋势:在含气率小于1%时,超声波多普勒测量信号概率分布和不含气情况下概率分布的中心线之间的信号差小于55mV;在含气率达到3%后,与不含气情况下概率分布中心线间的差变为200mV,且随着含气率上升有进一步增大的趋势。试验研究表明,用非接触超声波多普勒测量方式研究深水隔水管中的含气情况,能及时发现地层气体侵入隔水管,为井控赢得时间。
- 隋秀香梁羽丰李轶明尹邦堂李相方
- 关键词：深水钻井隔水管气侵多普勒
- 新型深水钻井井喷失控海底抢险装置概念设计及方案研究被引量：5
- 2014年
- 针对目前深水钻井井喷失控抢险方法及装置极其缺乏,井喷失控后带来重大经济损失和环境污染等问题,通过对深水钻井井喷失控抢险过程中的固体力学和流体力学特征分析,提出了一种新型深水钻井井喷失控海底抢险装置概念设计,并以墨西哥湾"深水地平线"钻井平台爆炸井喷事故为例,验证了所设计的深水钻井井喷失控海底抢险装置的科学性和可行性,在此基础上制定了多种抢险方案。本文成果对深水钻井井喷抢险装置的研发及抢险方案的制定有一定参考价值。
- 任美鹏李相方刘书杰尹邦堂
- 关键词：深水钻井井喷概念设计
- 钻井井喷关井期间井筒压力变化特征被引量：9
- 2015年
- 针对目前钻井井喷关井期间井筒压力计算值与实际关井压力差别较大的问题,将关井期间井筒压力变化分为两部分:关井初期地层流体继续侵入井筒的续流部分和气液密度差导致气体滑脱上升部分,从渗流理论和试井理论出发,考虑关井期间井筒内气体和钻井液的压缩性以及井筒的弹性,建立关井期间井筒续流模型;从气液两相流理论出发,考虑关井气体滑脱上升期间气体的膨胀、气体和钻井液压缩性、井筒弹性以及钻井液滤失等因素,建立关井期间气体滑脱模型;然后考虑关井期间井筒续流和气体滑脱综合影响,建立关井期间井筒压力计算模型,并给出基于本模型的气侵关井井筒压力读取方法。结果表明:关井初期井底压力呈指数增加,井底压力大于地层压力之后井底压力呈线性增加;关井初期井筒续流起主导作用,井底压力大于地层压力之后气体滑脱效应起主导作用。
- 任美鹏李相方刘书杰王元娇
- 关键词：钻井关井井筒压力
- 起下钻过程中井喷压井液密度设计新方法被引量：6
- 2013年
- 钻井起下钻过程中,操作不当容易导致溢流或井喷,而此时钻头不在井底,U形管原理不能描述此时的井眼状况。针对该种情况,基于气液两相流理论,通过分析钻头不在井底时溢流、关井和压井期间的井筒流体特性,建立了钻头不在井底的Y形管模型。利用Y形管的3个分支结构代表钻头不在井底工况下钻柱、环空和钻头以下井眼3部分,钻柱和环空部分的井筒压力特性可以用典型U形管原理分析,当分析关井和压井期间井底压力等压井参数时,应考虑钻头以下井段的流体特性,即Y形管结构下部分支的流体特性,据此,应用Y形管描述钻头不在井底工况下整个井筒的压力特性。基于该理论,给出了根据关井压力恢复曲线读取关井压力的时机,推导出了钻头以下井段的流体密度计算公式,并给出了压井液密度设计方法。实例计算表明,设计压井参数时,钻头以下井段的含气性对地层压力获取和压井液密度求取具有较大影响,因此,在设计压井参数时应首先分析其含气性。
- 任美鹏李相方马庆涛史富全牛蕴
- 关键词：井控井喷压井
- 基于立压套压的气侵速度及气侵高度判断方法被引量：9
- 2012年
- 为防止钻井井喷失控,针对钻井气侵情况,从井涌及压井过程中井筒溢流特性出发,建立了气液两相流气侵计算模型,给出了不同时期的初边值条件,采用有限差分法求解。模拟结果表明,钻进期间立管压力与气侵速度和气侵高度呈一一对应关系,常规压井期间套管压力与气侵速度和气侵高度呈一一对应关系。基于以上原理提出了钻进期间立管压力法和压井期间套管压力法,利用相关系数判断钻进及压井期间不同时刻的气侵速度及气侵高度。并开发了计算机自动判断气侵速度及运移高度系统,为气侵参数的判断提供了理论依据。
- 任美鹏李相方王岩尹邦堂
- 关键词：气侵气液两相流套管压力相关系数
- 教学实验与科研相结合 培养创新型石油人才被引量：7
- 2013年
- 广泛而复杂的流体流动始终贯穿于油气勘探开发整个过程,所以流体力学是石油高校一门主要技术基础课。在流体力学的学习过程中,实验作为实践教学的一个环节作用尤为明显,如何让实践教学成为学生充满学习兴趣和探究的过程,就需要进一步改进教学方法。打通石油高校实验教学与科研的通道,建设富有专业特色的流体力学实验教学,是提高当代大学生实践能力、综合素质、创新能力的基础。
- 隋秀香李相方尹邦堂
- 关键词：石油高校流体力学实验教学
