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石油矿场机械

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2026年01期

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专题研究 | 连续管作业机完整性评价法研究

专题研究 | 连续管作业机完整性评价法研究

摘要：针对油田当前常用连续管作业机的运行安全性、经济性及管理问题，开展了连续管作业机的安全评价法研究，特别是长期在役的超深井连续管作业机运行安全问题，建立了连续管作业机系统的完整性评价法。根据连续管作业机各部件失效频次、失效类型及部件的重要性不同，如注入头、连续管及滚筒结构等承受不同载荷特性和不同失效方式，建立不同的评价方法，在各部件安全性评价结果的基础上，依据各部件自身的安全运行重要性与经济价值重要性，通过赋予部件一定的权重系数建立连续管作业机系统完整性评价方法，评价结果可为连续管持续使用、降级使用、维修使用及报废再制造提供科学依据。部件权重计算是通过有经验的技术专家、安全管理专家及连续管设计专家评分，建立重要性权重，综合考虑安全性、经济性等指标，应用层次分析法建立各部件的权重系数。在此研究基础上，提出了连续管作业机系统安全运行的完整性评价方法，并开发连续管安全评价软件。以JJY5384TLG型连续管作业机整体安全性评价为例，整体安全性评价结果为86.9，部件和整体的评价结果给出了连续管作业机系统的完整性评价结论及建议措施，评价结果可为油田管理者对连续管作业安全运行的完整性评价提供科学依据。
专题研究 | 基于VMD-FFT和 Inception-v4的钻井泵轴承振动信号特征提取方法研究

专题研究 | 基于VMD-FFT和 Inception-v4的钻井泵轴承振动信号特征提取方法研究

摘要：针对钻井泵轴承在高载荷及强腐蚀工况下面临的多源耦合干扰（如结构共振、流体冲击噪声等）导致的特征弥散问题，提出了一种融合变分模态分解 (VMD)、快速傅里叶变换 (FFT)与Inception-v4网络的智能诊断方法。通过自适应VMD算法对钻井泵5类典型轴承故障（包括滚道磨损、轴承内圈裂纹等）的振动信号进行本征模态分解，有效分离强背景噪声中的微弱故障特征；采用FFT将优化后的时频特征映射为二维能量谱图，实现钻井泵特有故障模式的几何表征；构建迁移学习增强的Inception-v4模型，通过多尺度卷积核并行提取谱图深层特征，准确识别钻井泵轴承早期损伤。试验采用现场钻井泵全工况数据验证，该方法对5类故障的识别准确率达 97% ，明显优于传统方法。所构建的VMD-FFT和Inception融合框架突破了钻井泵故障诊断对人工特征工程的依赖，可为石油装备智能运维提供了高泛化性的解决方案。
专题研究 | 油气增压混输泵的发展与展望

专题研究 | 油气增压混输泵的发展与展望

摘要：油气增压混输泵的发展背景、现状及未来展望表明，随着国际油价的波动，传统油田分输工艺成本较高，油气混输技术正逐步成为降低成本、提高效率的重要发展方向。详细分析了轴流式、转子式和往复式混输泵的结构与性能，指出液驱往复式混输泵在油田应用中表现出更高的效率和适应性，能够在复杂工况下高效处理多相流体，减少维护需求。对液驱往复式混输泵的技术发展进行展望，提出进一步改进密封技术和引入自适应调节系统以提高效率和可靠性。
设计计算 | 基于有限元模型的套管外开窗切削力影响因素分析

设计计算 | 基于有限元模型的套管外开窗切削力影响因素分析

摘要：为解决储气库封堵与老油区套管错断井问题，提出了套管外开窗技术。使用Solidworks软件建立了P110钢级套管与刀具的切削三维有限元模型；采用Johnson-Cook材料本构关系，分析了刀具切削深度和角度对切削力的影响。正交试验结果表明，切削深度对切削力的影响较大，刀具角度影响较小，选取最优切削参数组合为：切削深度 0.05mm ，刀具角度 60^° ，此时切削力最小。模拟套管切削过程，验证了正交试验结论。研究成果可为实际套管外开窗切削试验提供指导，以减少切削力和刀具损耗。
设计计算 | 基于流固耦合的特高压节流压井管汇强度分析

设计计算 | 基于流固耦合的特高压节流压井管汇强度分析

摘要：针对特高压节流压井管汇系统的流场载荷特性及管道强度等问题，利用AnsysWorkbench软件对节流压井管汇的管道进行流固耦合进行模拟分析。为验证不同介质对管道流场和管道受力特性的影响，模拟了三种流体介质（钻井液、甲烷以及钻井液与甲烷的两相流）的流动情况和管道受力状况；为研究出口闭合对流场及管道的影响，分析了不同出口开闭组合的管道流场特性和管道受力特性。结果表明，甲烷流体产生的流场局部流速更大，对管道的压力也更大；出口开启越小，管道受到的压力越大，管道的危险性越大；在甲烷流体作用下，节流压井管汇管道会在管道相贯处出现局部屈服，但管道大部分区域仍处于弹性范围内。研究成果可为特高压管道的设计、制造及工程应用提供理论依据。
设计计算 | 钻井液全流程自动化循环处理系统设计

设计计算 | 钻井液全流程自动化循环处理系统设计

摘要：目前在用钻井液循环处理系统存在能耗高、效率低、系统复杂、易损件寿命短、固液分离精度低、分离之后固相含水率高等问题，且依靠人工添加钻井液处理剂及测量钻井液参数存在劳动强度高、自动化程度低、对人体伤害大等工况。设计了一种以振动分离模块、离心分离模块、钻井液在线监控装置、处理剂自动添加与储存模块、钻井泵模块组成的钻井液全流程自动化循环处理系统，将高效固液分离、循环净化、处理剂自动添加、性能参数自动调节、钻屑随钻处理技术融为一体。设计的处理系统可实现全井段、全流程、全过程的钻井液自动分离、自动测量、自动控制、自动定量添加、自动循环，具有较高的安全、环保、健康以及自动化智能化性能，为提高钻井速度、降低钻井成本提供支撑，具有广阔的应用前景。
开发应用 | 海上油田热采分层分段注汽工具研究与应用

开发应用 | 海上油田热采分层分段注汽工具研究与应用

摘要：为解决海上油田笼统注汽开发多轮次吞吐后，逐渐出现层间吸汽不均导致动用程度差异显著，甚至出现汽窜，制约热采开发效果等问题。结合热采井分层分段工艺需求及井下高温高压工况，开展工艺管柱及配套工具研究。攻克了耐高温坐封、密封材料、恒流量配注等关键技术，形成了适用于海上水平井与大斜度定向井的分层分段注汽工艺。管柱整体耐温 350^qC 、耐压21MPa ，性能可靠，密封性良好，可实现2\~3层/段分层分段注汽功能。渤海油田X1井实施的分段注汽效果初步验证了工具可靠性，注汽阶段吸汽剖面均匀，有效改善了注汽质量和生产效果。
开发应用 | 低碳智能采油气井场边缘一体机研制及应用

开发应用 | 低碳智能采油气井场边缘一体机研制及应用

摘要：针对“云-端”油气生产物联网缺乏油井现场自治与数据缓存机制，实时响应处置能力差等问题，研制了采油气井场边缘一体机，实现了采油气井场生产快速响应和低碳智能调控。构建了面向油气井场边缘智能的“云-边-端”架构和“硬-软-安”协同体系，保障了边缘一体机在恶劣井场环境中可靠、高效、安全应用；开发部署了数据预处理、数据分析、产液量计量、工况诊断、生产预警、源网荷储运行调度优化、错峰开关井、间抽优化、柔抽优化、PAC控制等业务和AI算法等，实现了采油气井场本地化闭环处理与决策执行。现场应用表明，采油气井场部署边缘一体机，可以实现现场生产的快速响应处置，故障报警时间不到2s，调控指令执行时间5s内，显著提高了采油气生产现场的低碳化、智能化水平。
开发应用 | 175MPa压裂车泵阀箱技术改造及应用

开发应用 | 175MPa压裂车泵阀箱技术改造及应用

摘要：为解决我国万米深井酸压作业对 175MPa 压裂车泵阀箱的需求，以2500型压裂车为基础，通过拓扑优化流道形态，选用新型4340M合金钢材料提高强度与韧性，采用PTFE（聚四氟乙烯）复合材料和动态补偿结构的阶梯式密封组件，对泵阀箱进行系统化改造。改造后的泵阀箱完成5口井30余层段压裂作业，最高施工压力超 150MPa ，试验压力达 262.5MPa 且无可见渗漏。结果表明，改造后的泵阀箱性能满足 175MPa 压裂作业要求。 175MPa 泵阀箱成功改造及现场验证为超高压压裂装备的可靠性提升开辟了技术路径，为万米深井酸压作业提供了技术支撑，推动超高压压裂装备可持续发展。
开发应用 | 大压差高压分注井用MDGL型封隔器研制与应用

开发应用 | 大压差高压分注井用MDGL型封隔器研制与应用

摘：要：针对高压分注井普遍存在的封隔器易失封及油管漏失问题，研制了MDGL型永久插管式封隔器。该封隔器采用永久插管式密封结构设计，提升了锚定可靠性及耐压差（ ?50MPa, 0性能；主体采用高强度易钻球铁材料，便于后期钻除；独特的插管式密封总成设计，可在不更换封隔器本体的情况下实现快速检管作业。当分注管柱失效（如油管漏失）时，仅需提出油管柱，更换不合格油管或插管后重新插入封隔器内孔即可恢复密封，大幅降低了工具成本和作业时间。基于MDGL型封隔器形成的插管式大压差高压分注工艺技术，大幅延长了高压注水管柱的有效期，现场应用有效期延长至 725d 。该技术为文留油田及类似工况、低渗油田的高效注水开发提供了有效的技术支撑，具有推广应用前景。
开发应用 | 套管开窗作业辅助软件开发与应用

开发应用 | 套管开窗作业辅助软件开发与应用

摘要：针对油井套管开窗过程工具受力分析难度大，且国内尚无套管开窗作业软件等问题，建立磨铣工具与挠性短节动力学模型，基于有限元分析，配套软件核心技术模块，完成开窗作业辅助软件的开发。该软件具有开窗工具结构设计、斜向器坐挂水力参数分析、力学分析与安全评价、开窗过程可视化等功能。结合渤海油田某井的开窗工具受力模拟结果，对比现场作业数据，验证了软件模拟的准确性。当开窗进尺为 2.65m 时，切削力、转矩较小，此时应采用低转速和高钻压，使得磨鞋快速越过“死点”位置，并保证开窗过程钻速相对平稳和足够的窗口长度。该软件为套管开窗工艺提供了研究基础，对现场施工的参数控制具有一定的指导意义。
开发应用 | 一体式压裂指挥方舱研制与应用

开发应用 | 一体式压裂指挥方舱研制与应用

摘：要：针对传统压裂作业模式各单元设备分散在本地进行控制，作业流程完全依靠人工经验和默契配合，现有仪表设备空间设施和控制软件不能满足未来大规模压裂机组作业集中指挥协同监控需求等难题。开发了一体式压裂指挥方舱，搭载了智慧压裂控制系统，采用双侧收扩撬装化结构设计，具有电动快速扩展部署、大空间多场景融合、多终端交互拓扑网络架构、多能互补电源协同管控、压裂井场无人机智能巡检、一键压裂智能控制等关键技术特点，为用户提供智能高效、舒适便捷的多功能交互操控体验。经现场平台应用验证，产品布局合理，环境舒适，控制稳定，监控全面，各项技术指标达到了设计要求，操作空间较传统模式提升 100% ，可有效提高压裂作业效率，降低人工成本，具备良好的经济效益和应用前景。

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专题研究 | 油气增压混输泵的发展与展望

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