大斜度井逐级解卡锚定器研制与应用

冀东南堡滩海油田主要以大斜度井为主,存在位移长、斜度大、井眼轨迹复杂等特点,分层工艺管柱存在锚定不可靠,管柱同步解卡起出困难,甚至造成大修等问题.为此,研究了一种能防中途坐卡、液压坐卡、锚定可靠和上提管柱与封隔器管柱逐级解卡的锚定器.通过设计同步限位锚定结构,解决了卡瓦脱落造成大修以及多片卡瓦张开和回收不同步造成坐卡、锚定失败的现象;设计上提管柱与封隔器逐级解卡机构,解决了锚定器解卡困难、易造成大修等问题.介绍了该工具的结构、工作原理、结构设计和现场试验情况.现场应用35口井表明,最大井斜62.13°,最大水平位移2 510.72 m,试验均取得了成功.     

轴向推进式水力油管锚定器的研制与应用

油管锚定工具是带有封隔器的措施管柱密封可靠、安全施工的保证。针对现有油管锚定器易出现卡钻、无法通过套管变形段、不利于突发事故处理等问题,研制了轴向推进式水力油管锚定器。该轴向推进式水力油管锚定器改变了现有径向辐射状多活塞式锚爪结构的油管锚定器锚定机理,采用了环形轴向水力活塞推动锥体轴向位移来扩张卡瓦实现油管卡定的油管锚定原理,其锚定性能、耐压能力及安全性能得到了全面提高,同时扩大了适用范围。中原油田进行了8井次的压裂、酸化试验,均起到了对管柱的锚定作用,保证了整个施工过程封隔器密封可靠,成功率100%,可进一步推广应用。     

锁紧持力式防顶锚定器的研制及现场试验

新研制的SJFD型锁紧持力式防顶锚定器与机械压缩式封隔器配套使用,能有效地解决目前防顶锚定器防上顶能力差的问题,保障封隔器卡封的有效性。该防顶锚定器由坐卡机构、锚定装置、丢手和解卡机构组成,可以直接代替原防顶锚定器与机械压缩式封隔器配套使用。现场21井次的试验表明,该锚定器下入过程中无中途遇阻现象,下入深度1300～2700 m,坐卡压力15～20 MPa,坐卡成功率100％。该工具结构简单,锚定可靠性高,防上顶力强,解卡方便可靠。     

储能式可强制解卡油管锚定工具

针对大斜度定向井采用常规油管锚定工具存在锚定易松动、不易解卡等问题,研制了储能式可强制解卡油管锚定工具。该工具设计了弹性储能锁紧机构和强制解卡机构,能有效地解决锚定工具锚定松动以及大斜度井中锚定工具不易解卡的问题。40多井次现场应用表明,储能式可强制解卡油管锚定工具具有施工工艺简单、操作方便等特点,施工1次成功率100%,且锚定后不易松动,易于解卡,是一种适用于大斜度定向井理想的油管锚定工具。     

增压注水工艺技术的研究与应用

针对冀东油田注水井注水压力高、欠注、吸水能力低,甚至注不进水等问题,开展了高压注水工艺技术及其配套工具的研究,研发了保护套管高压笼统注入管柱和高压分注管柱,主要配套工具包括Y441-114高温高压封隔器、Y341-114高温高压封隔器、桥式偏心配水器和管柱伸缩补偿器。配套工具耐温150℃,耐压50 MPa,满足高压注水的工艺要求,分注工艺管柱结构简单,坐封可靠,可以实现锚定补偿、逐级解卡、安全丢手和管柱连通等功能。27口井的现场试验结果表明,高压注水工艺技术实现了深层中低渗油藏注水,为中低渗油藏的开发提供了技术支持。     

洗井时可保护油层的新型油管锚

针对现有 2种油管锚在现场应用中均不能实现洗井时保护油层的问题, 研制了一种洗井时可保护油层的新型油管锚。该油管锚主要由油层保护机构、坐卡机构及解卡泄油机构等组成。油层保护机构具有在反洗井作业时保护油层的功能; 坐卡机构具有螺纹步紧、碟簧防松的功能,使得油管锚坐卡安全可靠; 解卡泄油机构具有上、下锥体主动脱卡, 片弹簧回弹解卡的功能, 从而使解卡泄油简单灵活。现场应用新型油管锚 20余井次, 安全洗井 50余井次, 作业一次成功率100%。     

一种新型的油管锚定装置

本文介绍的油管锚定装置,由井下油管张力锚和井口可调式悬挂器组成。当张力锚下到预定位置后,转动管柱并上提一定高度,油管张力锚的控制部分推锚定卡瓦外张,卡在套管内壁上,建立支点。继续上提管柱,当油管承受一定的预拉力时,井口可调式悬挂器调节出油管承受的设计张力,并将管柱重力和预拉力全部传递给井口,使张力锚与悬挂器间的油管柱,长期处于预拉力状态,从而控制了油管的伸缩。解卡时,下放管柱,使原工作件回到初始住置则可解卡。胜利油田至1988年10月已在20余井次上进行了试验,作到坐卡灵活可靠,解卡安全,下井成功率达到1     

三用张力式油管锚在新疆油田的研制与应用

为了使用国外引进的Lynes Sentry永久式井下压力计,实现自动化连续采集井下的动态数据,彩南油田使用由采油院自行设计的三用张力式油管锚定装置,保证了永久式压力计安全可靠的传输信号。三用张力式油管锚锚定装置在彩南油田应用9口井,解卡51井次。坐卡、解卡成功率为100％。     

聚驱下返封堵工艺

研发了用于聚驱下返井中的卡块支撑式油管锚封堵管柱,该管柱由卡块式油管锚、Y3 41 1 1 4FPS封隔器和验封器组成。这种封堵工艺在现场应用中具有四个优点:一是该封堵管柱承压高、坐封方便、密封可靠、寿命长、封堵效果好;二是该工艺采用上提管柱的方式解封,下入一趟管柱即可将井下封堵管柱全部起出,解封方便、可靠、施工工艺简单;三是封堵管柱的工具成本低,施工费用低,极大地降低了成本,便于大面积推广使用;四是验封器的使用填补了以往下返封堵无法定量检验封堵管柱的密封性及密封有效期的空白。同时完善油管柱锚,将油管柱锚卡簧与卡簧挂…     

DGM型多功能油管锚

针对现有各类油管锚功能的不足 ,研制出DGM型多功能油管锚。新型油管锚主要由坐锚机构、锚定机构、锁紧机构和解锚机构四部分组成。锁紧机构增加了碟簧防松结构 ,解决了油管锚液压力消除后卡瓦松动锚定不牢靠的问题 ;双向卡瓦结构使其能同时承受轴向力和扭力 ;卡瓦燕尾槽采用逼进式结构使解锚更灵活可靠。 30 0多套油管锚的现场应用表明 ,坐锚、解锚操作简单 ,锚定可靠 ,作业一次成功率 10 0 %。     

高温高压胶筒

对于深层气井压裂工艺来说,耐高温高压性能良好的胶筒可以使压裂工具下入更深,更容易压开高破裂压力地层.为满足生产实际需要,开展了180℃、100 MPa胶筒的攻关研究,为大庆外围深层气井压裂提供了技术支持.     

高、超高转差率电动机

介绍了高、超高转差率电动机发展历程及技术水平和发展现状,提供了高、超高转差率电动机的工作原理、产品结构、性能特点、技术参数指标及用途;指出该产品具有节电性能好、机械收益高、起动性能优越等特点,并介绍了相关的自主知识产权、特色技术,产品室内试验与现场试验的情况,在国内外各大油田的现场使用情况,以及高、超高转差率电动机进一步研发方向。     

高温高矿化度高密度水基钻井液用润滑剂

复杂深层油气钻井工程中,超高温高矿化度高密度（简称“三高”）复杂条件对水基钻井液润滑剂性能提出了更高要求。笔者利用环保性能较好的改性基础油、极压耐磨成膜材料、复合表面活性剂以及复合抗氧化剂等,研制了一种高温高矿化度高密度钻井液润滑剂SDR-1。评价结果表明,润滑剂SDR-1抗温达200℃,在饱和盐水基浆及含6000 mg/L钙的饱和盐水基浆中润滑系数降低率均大于80%,其沉降稳定性好,荧光级别小于3级;与高密度钻井液配伍性良好,可有效降低高密度钻井液的循环流动压耗及动态摩阻。      

超高温高密度固井隔离液研究与应用

高温高密度井给提高顶替效率的固井隔离液提出了严峻的挑战.通过选用高分子聚合物,辅助高温稳定剂配制出了密度可达2.4 g/cm3的超高密度隔离液,室内研究表明,该隔离液抗温性能达到175℃,具有很好的悬浮稳定性和流变性,与钻井液和水泥浆有较好的相容性及抗污染性,并能延长水泥浆凝结时间,对固井施工安全有保证作用.通过现场一口钻井液密度达2.05 g/cm3的超深井固井应用,固井施工顺利,水泥浆返高界面清晰,过渡段短,水泥环胶结良好,固井质量合格.     

高焊速高韧性氟碱型烧结焊剂

焊剂又叫焊药,类似于手工电弧焊条的药皮,它是由多种矿粉混合、烧结而成的颗粒状非金属物混合物。焊剂与焊丝是自动埋弧焊接中不可缺少的焊接材料,前者的主要作用是为金属焊接过程造渣、造气,从而保护焊缝金属不被氧化,减少焊缝金属中氮气的侵入,保证焊缝组织质量,提高生产效率。     

高温高压尾管顶部封隔器研制

常规尾管顶部封隔器无法满足深井、超深井及海洋油气井的高温高压环境对尾管固井作业的需要。依据O形密封圈高温高压密封机理分析,完成了"金属+橡胶"式封隔器密封结构的研制。研究了硫化橡胶厚度、防退锁紧装置、膨胀锥角、坐封力及硫化工艺等关键技术与高温高压密封性能的关系,并优化了主要性能参数。通过对3种氟橡胶材料在高温下的力学性能研究,优选氟橡胶A作为封隔器橡胶密封材料。开发了井下工具的高温高压试验装置,并进行了地面性能评价试验。研究结果表明,高温高压尾管顶部封隔器在204℃下正反双向密封70 MPa,达到现场高温高压井的使用要求。     

高韧性高流动性聚丙烯材料的研究

采用动态硫化方法对聚丙烯进行增韧改性，以克服传统的简单共混增韧改性产生的冲击强度增幅有限。加工流动性明显下降的问题。对于不同的交联体系、三元乙丙橡胶(EPDM)进行了对比试验。     

高温(220℃)高密度(2.3 g/cm3)水基钻井液技术研究

针对钻井工程需求，评价优选出了抗高温钻井液用高温保护剂、降滤失剂、封堵剂等钻井液处理剂，并进一步优选出了抗高温（220℃）高密度（1.80～2．30g／cm^3）水基钻井液配方。室内评价结果表明：该体系具有良好的抑制性和抗钻屑污染性能，抗钻屑粉污染达10％；具有一定的抗电解质能力，抗盐达2％，抗氯化钙达0．5％；具有良好的润滑性能；容易配制和维护。     

高温高压钻井技术的探索与认识

高温高压钻井作业过程中面临诸多的困难和挑战,为了保障高温高压钻井作业的安全、减少复杂情况,提高作业效率,分析了高温高压钻井所面临的主要挑战,结合国内外的成功经验,提出了相应的应对措施。指出了高温高压钻井除面临压高温高压之外,还要克服地层可钻性差、钻井周期长、钻具易发生疲劳破坏、部分地层含硫化氢等酸性气体等对钻井作业所带来的一系列影响;研究认为科学选择钻井装备、钻井工艺和配套技术,加强现场组织管理对高温高压钻井作业的成功至关重要。高温高压钻井技术是一项系统工程,要不断积累经验、做好技术沉淀,完善相关技术标准和规范,为今后高温高压井的作业提供借鉴和参考。     

三高气田套管磨损研究及应用分析

依据套管磨损相关理论,给出了套管磨损深度预测模型,开展了模拟现场钻井条件下气田在用套管磨损室内试验。分析了三高气田套管磨损后带来的问题,用编制的套管磨损预测软件并结合试验测得的套管磨损参数和实钻井史资料,对龙岗气田部分井在用的244.5 mm技术套管的磨损情况和强度进行了计算。计算结果显示,技术套管普遍存在磨损情况,平均磨损率在10%左右,套管磨损后抗挤强度和抗内压强度都显著降低。探讨了影响套管磨损的主要因素,提出了考虑磨损后套管强度满足要求的三高气田套管柱设计安全系数。研究结果对提高三高气田钻完井安全性有一定的指导作用。