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2024年08期

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油气人工智能 | 基于GA-BP的往复式压缩机状态监测与预测性维护

油气人工智能 | 基于GA-BP的往复式压缩机状态监测与预测性维护

针对某增压站现有压缩机状态监控系统识别故障信号困难，故障发生前未能提前预警的问题，开发了面向预知维修的往复式压缩机状态监测与预测系统，建立一套完整的软件及硬件体系。气阀作为往复式压缩机的重要运动部件，其状态监测的测点位于阀盖外表面中心处，以气阀状态监测为例，建立了气阀盖振动力学模型。综合运用时域、频域和小波特征提取方法进行振动信号分析，得到正常状态和故障状态的信号特征，提取状态指标。运用遗传算法优
油气人工智能 | 领域特征融合Transformer的环焊缝缺陷识别方法

油气人工智能 | 领域特征融合Transformer的环焊缝缺陷识别方法

环焊缝缺陷的类型识别对于长输管线管道焊缝质量评价以及管道服役寿命评估具有重要意义。由于不同类型缺陷的射线检测图像具有特征差异小、对比度低等特征，现有缺陷类型识别方法所提取的特征表征能力不足，其准确性及可信性难以满足行业需求。为此，提出了一种缺陷领域特征提取与Transformer融合的焊缝缺陷类型识别方法。基于环焊缝缺陷评定技术人员的知识及缺陷领域特征，从缺陷几何特征、缺陷位置特征以及缺陷背景区域
油气人工智能 | 基于数字孪生的生产分离器分离效果混合模型

油气人工智能 | 基于数字孪生的生产分离器分离效果混合模型

生产分离器作为海上油气生产平台的关键处理设备，其处理效果直接影响油田生产能力。由于分离器内部流动特性及化学药剂作用机理复杂，现有机理模型难以对生产分离器实际处理效果进行准确评估。为此，基于机理与数据融合的数字孪生理念，提出了适用于不同原油含水工况的生产分离器实际分离效果混合模型构建方法。对于低含水原油，提出了基于试验数据的卷积神经网络模型构建方法，并通过多种数据驱模型计算结果比选，验证该模型在表征
钻井技术与装备 | ø175 mm涡轮钻具叶片型线结构参数优化研究

钻井技术与装备 | ø175 mm涡轮钻具叶片型线结构参数优化研究

以ø175 mm涡轮钻具为研究对象，研究了不同叶片型线结构参数对涡轮钻具效率及扭矩的影响。基于五次多项式理论和计算流体力学基本原理，开展了涡轮钻具水力性能仿真分析；结合正交试验法和响应面优化法，研究了叶片的前缘和后缘半径、前缘和后缘楔角、进口和出口结构角对涡轮钻具效率和扭矩的影响程度，并通过对极差分析，确定以入口结构角、出口结构角和后缘楔角为影响因素，以效率和扭矩最大化为目标，进行响应面优化；通过
钻井技术与装备 | 基于D-P准则的天然气水合物井壁稳定性研究

钻井技术与装备 | 基于D-P准则的天然气水合物井壁稳定性研究

钻井过程中，钻井液对水合物地层产生热交换作用，同时钻井液侵入会影响水合物稳定，两者均引起井周应力场变化，导致井壁坍塌等复杂情况，严重制约着天然气水合物资源高效开发。基于线性热弹性多孔介质理论建立了热流固耦合的水合物斜井井周应力模型，引入欧拉变换考虑三维地应力大小和方向的随机性，采用D-P准则强化中间主应力对水合物井壁稳定的影响，并开展了井斜角/方位角、水合物饱和度、井壁渗透性以及钻井液温度等因素对
钻井技术与装备 | 水平井电缆射孔振动安全性分析

钻井技术与装备 | 水平井电缆射孔振动安全性分析

水平井射孔时，射孔弹爆炸会产生巨大的冲击波作用于管柱自身，并造成严重的管柱振动行为，甚至造成管柱与管串工具的损坏。为了研究水平井电缆射孔振动安全性，基于Hamilton原理，考虑射孔爆轰载荷的衰减、管柱-井壁的接触碰撞、超深井高温高压环境和管柱自生约束等因素的影响，建立了水平井电缆射孔纵-横-扭耦合非线性动力学模型。使用Newmark-β法对系统非线性离散方程组进行求解，并编制了相应的MATLAB
钻井技术与装备 | 多热源影响下双深双高钻井井筒瞬态传热模型

钻井技术与装备 | 多热源影响下双深双高钻井井筒瞬态传热模型

为准确分析钻井液高温高压物性参数、钻柱偏心、旋转和钻头破岩多种热源因素对环空温度剖面的影响，基于井筒和周围环境传热机理和流动过程，建立了一种适用于双深双高钻井的井筒瞬态传热模型。利用有限体积法对该模型进行数值求解，并将现场实测数据分别与软件Drillbench和该模型进行对比验证。结果表明，该模型的预测与现场实测数据拟合效果更佳。研究发现：综合考虑多种热源因素会使环空温度更接近井筒真实值，井底环空
钻井技术与装备 | 基于仿真的复合冲击破岩流固热耦合场分析

钻井技术与装备 | 基于仿真的复合冲击破岩流固热耦合场分析

为了揭示复合冲击载荷下全尺寸PDC钻头破岩机理，以温度为纽带，通过迭代算法建立复合冲击载荷下PDC钻头破岩流固热耦合仿真分析模型，同时以PDC钻头切削齿温度为评价指标验证仿真模型；从动态破岩过程、力学变化行为、温度演化规律和流场分布特征等4个方面完成复合冲击载荷下全尺寸PDC钻头破岩工作特性分析。分析结果表明：PDC钻头破岩流固热耦合仿真分析模型误差在10%以内，满足工程分析精度需求；PDC钻头破
钻井技术与装备 | 塔河地区特深井底部钻具组合力学模拟分析研究

钻井技术与装备 | 塔河地区特深井底部钻具组合力学模拟分析研究

特深层油气资源的高效开发对保障国家能源安全、实现能源接替具有重要意义，是当前油气勘探开发的重点领域。塔河地区油气资源丰富、埋藏深，勘探潜力巨大。为解决特深井钻探面临井底高温致使垂钻系统无法使用、常规钻具防斜能力弱、钻速低等难题，基于广义纵横弯曲法、钻头-地层相互作用模型评价了邻井钻具防斜性能，反演了地层倾角、走向、各向异性系数。为特深井TS-X井提供现场支撑，针对寒武系与震旦系地层特性分析不同BH
海洋石油装备 | 东海深部高研磨地层冲击钻井PDC齿优选研究

海洋石油装备 | 东海深部高研磨地层冲击钻井PDC齿优选研究

东海盆地深部地层机械钻速（ROP）低、PDC钻头钻齿易磨损、单个钻头进尺数少的问题日益突出。为此，开展了岩石可钻性、硬度与塑性系数、强度、研磨性及组分检测试验，明确了导致该区域深部地层低ROP的主控因素，并对ROP变化规律进行了验证；设计了冲击载荷作用下PDC钻头异形齿破岩试验装置，开展了单齿破岩试验，利用3D扫描技术量化了三棱齿、斧形齿在不同冲击速度下的侵彻深度和破岩体积，计算了冲击破岩过程中的
海洋石油装备 | 可调式节流喷嘴多规格内割刀水循环试验研究

海洋石油装备 | 可调式节流喷嘴多规格内割刀水循环试验研究

为了提高油管内割刀切割效率，避免油管切割时发生割刀刀具伸出不足、刀片磨损失效快及喷嘴流量不可控等不良现象，研发了一种基于可调节式节流喷嘴的系列化互换多规格油管内割刀。对该工具设计了专用试验平台验证其使用可靠性，并对关键结构设计和试验步骤进行介绍。试验在水循环工况下由初试切割、正常切割、循环启停切割及磨损切割试验组成。研究结果表明：在主体结构及初始外径不变的情况下，系列化割刀能适应不同规格油管切割，
油气田开发工程 | 旋风分离器内置导流叶片结构参数优化研究

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为研究旋风分离器内置导流叶片各个结构参数之间的相互作用，基于CFD数值模拟方法和BBD试验设计，采用二阶多项式基函数建立了Stairmand旋风分离器的叶片轴向位置、叶片长度及叶片偏转角度与分离效率及压降间的数学模型。拟合结果表明：响应目标的决定系数均在0.99以上，表明相关性和回归模型效果较好。使用Design Expert软件处理数据后选择了最佳推荐点，对分离器结构进行了优化。优化后的模型与原
油气田开发工程 | 水力压裂多裂缝扩展诱发光纤应变演化试验研究

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为解决光纤监测水力压裂过程中裂缝扩展形态认识不清的难题，提出了一种基于光纤应变监测的水力压裂物理模拟试验方法。将基于光频域反射（OFDR）技术的分布式光纤解调器与大型真三轴压裂物理模拟试验相结合，开展了人造试样及页岩试样水力压裂光纤实时监测物理模拟试验。试验结果表明，基于OFDR的分布式光纤传感技术可以高空间分辨率、高精度监测应变的演化，光纤的应变数据可以清晰地反映裂缝的产生、扩展和闭合。根据试验
油气田开发工程 | 井筒流压快速分析方法及其在CO₂井中的应用

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井筒作为井筒内工质流体和地下储层发生物质和能量交换的主要通道，其内部流体温度场和压力场的准确预测是深部流体注采工程中至关重要的内容，控制工程生产效率与安全性评估。通过总结前人研究工作，发现井筒内流体压力随深度近似线性变化的特征，在此基础上，提出一种关于井筒内流压的快速分析方法；建立了基于井筒内流体的质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程的井筒内流体温度、压力耦合计算模型，并利用该耦合模型就所提快
油气田开发工程 | 大功率压裂泵液力端发展趋势及关键技术研究

油气田开发工程 | 大功率压裂泵液力端发展趋势及关键技术研究

随着非常规油气井开发难度的增加，“大功率、超高压、大排量、连续施工”的压裂作业时，对大功率压裂泵液力端的使用寿命要求越来越高。研发长寿命液力端及其易损件，对于解决大型压裂作业连续性，降低工程成本和劳动强度具有重要意义。介绍了国内外大功率压裂作业装备及压裂泵技术发展情况，分析并阐述了国内外压裂泵液力端的阀箱、泵阀及盘根密封技术现状；通过对超深层、大规模连续压裂施工作业下的液力端适应性不足的分析，提出
油气田开发工程 | 煤炭地下气化节流工具冲蚀磨损研究

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煤炭地下气化时，井下高温高压气体携带大直径的煤粉颗粒对节流工具造成严重的冲蚀磨损。为此，设计了双节流孔结构的井下节流工具，并结合高温冲蚀磨损试验结果对DNV（Det Norske Vertitas）冲蚀预测模型进行参数修正。开展了井下节流工具气固两相流冲蚀磨损数值模拟，研究高温条件下不同气体速度、不同颗粒质量流量及不同颗粒直径对节流工具的冲蚀磨损规律。研究结果表明：节流工具壁面冲蚀磨损区域随着气体
油气田开发工程 | 新型螺旋式气液旋流分离器数值模拟研究

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为研究气液旋流分离器的气液分离性能，解决油气产出液中潜在高含气导致泵气锁的问题。基于旋流分离理论，设计了一种新型螺旋气液分离器。在不同气液比条件下对其内部流场进行研究。研究结果表明：随着分流比的增加，旋流器的内壁面和底流口附近的含气体积分数显著降低，同时旋流器溢流压力损失逐渐增大，而底流压力损失逐渐减小，溢流压力损失增加的速率与底流压力损失减小的速率基本相同；分流比的增加使气液分离器的除气效率逐渐

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油气人工智能 | 基于GA-BP的往复式压缩机状态监测与预测性维护

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钻井技术与装备 | ø175 mm涡轮钻具叶片型线结构参数优化研究

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钻井技术与装备 | 基于D-P准则的天然气水合物井壁稳定性研究

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