页岩气水平井压裂连续管滑套开关工具的研制

页岩气井可通过电缆射孔与机械封隔器层间封隔,通过依次投球,打开压裂滑套,实现多级压裂改造。但是该技术需要下球座投球封堵影响到采油通道的直径,且下入开关工具的时候均需要精确定位,无法很好满足目前页岩气井压裂的发展需求。为此,通过工艺分析,研制了液压式滑套开关工具来配合固井水泥+开关滑套多段压裂技术使用,并对此液压开关工具进行了三维设计,结构有限元分析和流动分析,验证了该工具结构的合理性。试验测试结果表明,该工具可在较小压力下实现滑套的打开和关闭,其设计原理正确,技术性能可靠,现场操作方便,开启关闭滑套的成功率高。     

新型分层采油管柱与工具的研制

为了满足油田高含水期分层堵水采油的要求 ,研制了新型分层采油管柱与工具。新型分层采油管柱由上部的泵抽油管柱和下部的堵水管柱两部分组成 ,研制的井下工具有定深装置、滑套开关器和电动开关控制仪。电动开关控制仪由油套环空下到设计深度 ,依靠定深装置 ,通过接箍定位器将仪器精确定位在滑套开关器内 ,由地面控制电源给电动开关控制器供电 ,撑开对接爪 ,上提电缆 ,完成滑套开关控制器的打开和关闭动作 ,实现相应层段的生产和封堵。江汉油田清河采油厂 3井次的现场试验表明 ,这种管柱和工艺的现场施工成功率达 10 0 % ,可实现任意层段的找堵水和分层采油     

组合式滑套分段压裂管柱研究及现场应用

为了实现无限制、大排量体积压裂和复杂层段生产控制的高效改造和开采目标,提出了一种在下部产层稳定层段安放投球滑套、在上部需要生产控制层段安放开关滑套组合应用的分段压裂技术。施工中,依次投球逐级打开并压裂投球滑套段,然后投入隔离球封隔下部已压裂段;再下入连续油管开关工具,根据地层需要有选择性地开关各开关滑套层段,实现个性化压裂。后期开采阶段,如果开关滑套层段出现问题,可再次下入连续油管开关管柱关闭问题段,实现其他层段的正常开采。组合式滑套分段压裂技术在苏75-60-34H 井进行了3 段开关滑套和7 段投球滑套整体10 段现场应用,施工排量达到9.2 m3/min,施工压力达到72 MPa,日产气20×104 m3,施工效果超过预期,为复杂油气藏各段一对一压裂和生产控制提供技术借鉴。     

油井防盗取样取压一体化装置

针对普通取样取压考克不防盗的问题,研制了防盗取样取压一体化装置。该装置由上、下接头2部分构成。下接头由柱塞、弹簧、调节圆环和带过流通道的主体构成。取样取压时,上接头旋入下接头,过流通道打开,上下接头连通;工作完毕后,随着上接头旋出,柱塞上行,过流通道关闭,起到了防盗作用。现场应用表明,该装置易于操作,防盗性能强,年减少原油损失4080t。     

利用高扩张滑套开关工具关闭投球压裂滑套

XD1井是海上致密气开发的第一口先导试验井,采用尾管固井及射孔完井、封隔器及带有球座的压裂滑套方式进行压裂,在出水风险高的对应压裂段使用了可重复开关的投球压裂滑套。受管柱、工具结构及施工风险的影响,常规滑套开关工具无法关闭可疑出水层位的滑套。高扩张滑套开关工具通过连续油管下至需要打开或关闭的可重复开关压裂滑套深度,采用加压使铰链式结构的锁块张开以挂住球座,通过上提或下放工具,在不钻磨球座的前提下实现压裂滑套的打开与关闭作业,为同类型压裂滑套打开或关闭作业提供了借鉴。     

机械式滑套开关多级找堵水技术研究与应用

针对常规插管式多级找堵水管柱不能实现Ⅰ、Ⅲ层合采的问题,以及在封上采下时不能进行反洗和监测动液面影响了部分井生产资料录取的难题,研发了机械式滑套开关多级找堵水技术。该技术工艺管柱主要由Y441-114封隔器、滑套、开关工具、丢手接头及泄压球座等配套工具组成,通过下放或上提管柱使开关工具打开或关闭对应油层的滑套,实现多层之间分层开采或合采。现场12井次的应用结果表明,该工艺开关控制灵活,地面显示明显,调层成功率100%。机械式滑套开关多级找堵水技术为中浅油藏找堵水一体化工艺提供了新的技术支持。     

机采井机械细分可调堵水技术

介绍了适用于机械井细分找水、堵水的可调层机械堵水工艺技术。该技术主要包括液压调层和机械调层两大类管柱结构,其调层原理是在井口经油套环空施加液压或下入开关工具（由电缆或钢线携带）完成井下各层段滑套开关的打开或关闭动作,进而实现相应层段的生产或封堵及层的反复调整,简化了常规找水、堵水施工工艺,有效解决了因选层失误成的堵水水败问题。     

Φ25mm实心柱塞抽油泵结构改进

为了满足日产液约为2m3油井的生产需求,长庆油田于2011年创新研制了Φ25mm实心柱塞抽油泵,并进行了生产试验。通过现场跟踪分析,存在阀组堵死、双通流道螺纹漏失、泄油器打开等问题。改进了泵的结构,即:将固定阀体与阀罩设计为一个整体,增大过流面积;改变现有扶正体的形状,防止沉积堵塞出油通道;双通接头进液孔采用月牙形状,增大过流面积;配套了新型滑套泄油器,避免泄油及卡钻。现场试验表明:改进后的Φ25mm实心柱塞抽有效延长了检泵周期,并满足了低产井生产需求。     

方钻杆泥浆阻流凡尔

美国史密斯公司研制了一种方钻杆泥浆阻流凡尔(见附图)。这种阻流凡尔,是一个内部装有一套籍弹簧关闭的凡尔总成的短节,安装在方钻杆和第一个钻杆接头之间。这个凡尔,在钻进或在循环泥浆时,在压差的作用下保持开启;而当停泵时即自动关闭,在方钻杆下方形成一个密封。     

抽油泵强制增油装置的研制与应用

1　工作原理及主要技术参数1.1　结构(如图1)。图1　抽油泵增效装置示意1.2　工作原理液压增效装置联接在抽油泵(去掉固定阀)下端,当抽油泵柱塞下行时,游动阀打开,油管内液柱压力作用在推杆上,排出阀关闭,推杆下行,把液柱重力传给活塞和弹簧。活塞下行时活塞内吸入阀打开,工作筒内环形空间充满井液,活塞下行是在井液中运动,同时,弹簧被压缩。当柱塞上行时,弹簧释放能量,向上推动活塞,吸入阀关闭,此时沉没压力与弹簧同向迭加,推动活塞向上运动。活塞压缩空间内的液体,排出阀打开,液体被推进抽油泵筒内。如此往复工作,整个增效装置的进液与排…     

智能完井液控滑套开关压力设计与验证

液控滑套是智能完井系统中的核心工具,通过滑套开、关及开度变化控制不同层段的产液量。如何计算设计开关压力是智能滑套设计中需要解决的重要问题。论文分析了智能滑套开关压力与摩檫力的关系,并分析了影响摩檫力的主要因素,通过计算分析推导了滑套开关压力的计算公式,并计算了自行研制的液控滑套的开关压力。通过多次实验验证,理论计算和测得的滑套平均开关压力仅相差4%,验证了计算分析的准确性,对后续液控滑套的优化设计和智能完井系统在国内外油气田的应用具有参考意义。     

无限级压裂固井滑套及关闭工具的研制

分段压裂技术已成为低渗致密油气藏提高产量的有效技术手段,尤其是液压式分段压裂技术能实现无限级层段压裂施工改造,改造后可保持原套管通径。为了解决现有固井滑套只能采用液压开启,后期无法关闭,且现有的关闭工具不具备强制脱手功能而无法满足油气藏安全开发的技术问题,研制了无限级压裂固井滑套及其配套的关闭工具,并对固井滑套和关闭工具的关键部件进行了有限元分析,验证了工具结构的合理性。测试结果表明,该固井滑套可承受60 MPa压差,液压开启压力约为16 MPa,结构简单,性能可靠;关闭工具在不低于1 MPa的压差下开关块完全突出,可有效进行固井滑套的关闭动作,其强制脱手拉力约为4 kN。研制的无限级压裂固井滑套可实现液控开启和机械关闭,关闭工具具备强制脱手功能,可有效避免在固井滑套关闭过程中因拉力过大造成的连续管拉断风险。     

投球式全通径压裂滑套研制

常用的水平井多级分段压裂技术在不下入内管、不进行磨铣作业情况下,难以实现管柱内大通径,不利于后期生产管理,为此,研制了投球式全通径压裂滑套。该滑套采用投球打开方式,无内封隔器、液控管线及专门的开关工具,只需向压裂管柱内投置多个同一尺寸的压裂球即可开启全部滑套,施工工艺简单,效率较高,压裂完后管柱通径大。基于显式动力学分析了压裂球推动内滑套运动过程中,内滑套受力变化以及压裂球坐封过程中可复位球座受力变化。结果表明,内滑套和可复位球座的强度均满足现场压裂施工要求。室内实验表明,内滑套启动压力为7. 6 MPa,压裂滑套打开压力为12. 6 MPa;开关、内滑套、弹簧及可复位球座动作可靠,能完成预定动作。     

稠油增效泵的研制及在河南油田的应用

稠油增效泵应用于稠油蒸汽吞吐水平井、大斜度井的举升.上下柱塞连接方式为活动接头,在受到较大扭矩时可产生旋转,分解掉作用的扭矩,避免了柱塞脱扣.设计有强制关闭固定阀,缓解了关闭滞后.对偏心固定阀采用弹簧进行扶正,阀的开启和关闭受井斜角的影响小.文中详细介绍了稠油增效泵的结构组成、工作原理、结构特点及现场应用情况.截止到2...     

大跨距油层单泵分采工艺技术

1.单泵分采工艺原理(1)管柱的结构。单泵分采工艺管柱由抽油泵、定压配产器、密封器、丢手接头、封隔器、单流凡尔等组成。(2)实现分采的关键部分———定压配产器和脱接密封器。单泵分采工艺使用一个抽油泵开采两套油层,由于葡、扶两套油层跨度达400～500m,采用一个抽油泵难以建立同时满足两套油层的合理生产压差,研制了定压配产器。定压配产器连接在抽油泵下部,下井前调节设定凡尔开启压力,油井生产时,下部油层的原油经主体与外套之间的通道进入抽油泵吸入口;上部油层的原油进入配产器主体中心通道,当上层流压足够大时,单流凡尔打开上层原…     

新型杆式抽油泵

<正> 美国Watson国际油田营业公司在油田上引进一种两级杆式抽油泵(见附图),经试验表明,产油量增加5～500％,普遍为25～300％。 这种泵有一个能与杜塞拉杆作相对运动的游动柱塞和三个“标枪”型凡尔。顶部浮动凡尔和底部固定凡尔靠压差推动,中间游动凡尔则通过与凡尔连接的柱塞拉杆作往复运动而机械启闭。柱塞将泵简分成两个液腔,它由抽油杆柱带动,但柱塞开始向下或向上运动时,游动凡尔就已提前开启或关闭。     

可反复开关滑套分段压裂工具的研制与应用

为解决常规水平井多级滑套裸眼分段压裂技术存在的后续储层改造困难的难题,开展了可反复开关滑套分段压裂工具技术研究。研究开发了投球式开关滑套、压差式开关滑套及配套机械开关工具,重点进行了滑套锁紧限位技术、球座快速钻除技术和工具耐冲蚀技术等关键技术研究。地面试验结果表明,可反复开关滑套结构设计合理,可以顺利实现打开及关闭功能。可反复开关滑套分段压裂工具在东胜气田进行了2口井的现场应用,滑套打开显示明显,进一步验证了该工艺的可行性和工具的安全可靠性。     

水平井可关闭压裂滑套有限元分析

目前使用的压裂滑套不能对见水、见气严重的井段实施有效的控制。设计了一种适用于水平井分层多级压裂的井下可关闭压裂滑套总成,克服了现有压裂滑套打开后不能根据井下实际情况进行开关的缺陷。基于ANSYS建立了有限元分析模型,分析滑套的变形和应力分布,找出滑套结构中的应力集中区域以进行优化设计。结果表明:可关闭压裂滑套总成在70MPa液力作用下,压裂施工安全可靠,满足现场工况要求。     

可多级使用的滑套式井下安全接头

为了克服剪钉式和反扣式两种安全接头的不足 ,研制出一种滑套式井下安全接头。这种安全接头主要由弹力爪、锁套、滑套和剪钉组成。由于滑套的阻挡作用 ,弹力爪承受下井过程中下部管柱的重力 ,用专用开关打开滑套 ,上提管柱拉断剪钉才能将安全接头本体分开。这种安全接头把下井过程中承受的管柱拉力和脱开接头本体的力分开 ,可应用于各种防砂管柱。现场应用表明 ,它既可保证下井安全 ,又能保证有效打开 ,且可多级使用 ,是一种较为理想的井下安全接头。     

抽油机防断脱高效柱塞的研制与应用

防断脱高效柱塞主要由上阀罩、上阀球、上阀球座、柱塞体、下阀总成组成。阀罩由上接头和筒体组成，在上接头上开有出液孔，作为液体输出通道。在出液孔的结构上进行优化，消除了应力集中，使之受力更加合理；优选材质，使其综合力学性能提高。在筒体内部开有过油通道，作为液流通过简体进入上接头通道。同时也作为上阀球向上运动的界限，上阀球座的回坐力也通过该通道传递给上阀球。结构改变后与普通柱塞相比流通面积是原来的1．4倍；出液孔流速是原先的1．2倍；消除了应力集中。