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。     

自旋式脱接器在临盘油田的应用

为保障临盘采油厂的大泵井正常生产 ,购进了自旋式脱接器。这种脱接器由上体和下体两部分组成 ,上体包括轨道管和轨道套 ;下体包括接头、挡圈、弹簧、滑套和中心杆。自旋式脱接器可在任意位置和角度对接和脱开 ,对接和脱开时只需下放和上提抽油杆柱即可完成。当泵砂卡时 ,左旋抽油杆柱即可脱开 ,解决了砂卡井脱接器不能脱开的难题。该脱接器可重复对接12 0次以上 ,耐疲劳寿命 7× 10 7次以上     

双级高效坐封连通器的研制及应用

针对目前油水井作业中使用的底部割缝滑套+压差式封隔器组合工艺管柱存在的问题,研制了双级高效坐封连通器。该连通器由上接头、割缝钢球、密封圈、销钉、割缝滑套、连接套、坐封钢球、坐封滑套、调节弹簧和下接头等组成。双级高效坐封连通器+压差式封隔器组合成工艺管柱,不但可以保证压差式封隔器充分坐封,而且在1·5~3·0MPa低压下即可连通作业层段,现场推广应用取得了良好的效果。     

滑套式安全接头的设计与研制

安全接头的种类繁多,结构各异,其实施丢手作业方式多为旋转管柱。随着水平井、大斜度井以及联作作业管串的逐步增加,以旋转管柱的方式实施丢手的安全接头,由于井身结构及施工管串的技术限定,致使安全接头丢手可靠性低,甚至无法实现丢手作业。为此,设计研制了滑套式安全接头,该安全接头只需投球憋压即可实现实施丢手作业。从根本上杜绝了管串丢手时无法实施的拉、压、扭作业,功能及性能上满足各种复杂作业需求。滑套式安全接头结构设计简单合理,可操作性强,应用范围广泛。室内实验及现场应用证实了滑套式安全接头的性能稳定性及操作的可靠性,可进一步推广应用。     

新型液压滑套式随钻安全接头的研制

海洋深水钻井具有高风险、高投资和高技术的特点,一旦发生井下钻井事故,则损失巨大,如何迅速解除卡钻事故,降低钻井风险和事故损失是当前钻井工作的当务之急。在对钻井事故处理不断探索和总结的基础上,针对现有倒扣式和剪断式安全接头结构上的局限性和缺陷,研制出了一种能很好地处理井下卡钻事故的新型随钻安全接头。其工作原理为：在正常钻井作业中,它连接在钻具易卡部分的上端,当遇卡钻事故时,停钻、停泵,拆下回压凡尔以上工具（钻具内水眼需畅通）向钻具内投入钢球,接上方钻杆,开泵憋压使钢球入座滑套上端;由于泵压的上升,推动中心滑套剪断定压定位螺钉,使中心滑套上月牙键脱离键槽;当泵压下降后停泵,然后正转钻具,使上下反扣接头处分开,提升、取出钻具;然后再进行下一步套铣、打捞工作。对该工具进行了详细的强度分析计算,室内试验和在渤中34-5油田的两口井中使用表明,该安全接头具有安全可靠、操作简单、处理事故快等特点。     

井下管柱缓冲安全处理器

针对目前油田管柱使用的安全接头在下入过程中会发生严重碰撞,而导致安全销钉提前剪断,造成管柱下入失败,以及在生产过程中砂埋管柱后期处理比较困难,从而延长作业周期和增加作业成本的问题,设计开发了井下管柱缓冲安全处理器。该处理器主要由上接头、下接头、安全销钉和缓冲装置等组成。现场试验及应用情况表明,该处理器结构合理、拆装方便、性能可靠,具有较强的抗撞及防震颤能力,管柱1次下入成功率100%。它可广泛应用于防砂等各种复杂的井下作业,具有很好的社会效益和经济效益。     

钻进工具专题(一)

专利申请号 :992 32 5 5 9　　授权公告号 :2 3892 32随钻安全接头　　本实用新型由上部接头和下部接头 ,以及一个中心滑套构成 ,在上、下部接头内孔体上设有月牙型键槽 ,在中心滑套的本体外部设有月牙型键 ,中心滑套安装在上、下部接头的内孔内 ,由月牙键锁定。本新型改变了现     

斯伦贝谢全排量可伸缩扩眼器Rhino XS2

<正>斯伦贝谢公司研制的全排量可伸缩扩眼器Rhino XS2工作时,泵送一个启动球到井下,剪断滑套,打开流通孔。钻井液通过流通孔流动,开启切削块,开始钻井及扩眼作业。改工具有3个流通孔,有利于清除岩屑。钻井和扩眼作业完成后,泵入另一个球剪断关闭销钉,释放滑套,球落入捕球器,关闭切削块的流通孔,结束施工。然后可以最大排量循环钻井液,清洗井眼,而不会触发切削块,钻井液可以根据需要进行长时间     

油井管空心轻质爬行器设计研究

在多层复合油气藏,为提高单井的经济效益,采油前可先进行分层压裂。压力液通过空心轻质爬行器对过球式喷砂滑套内的滑套施加压力来剪断过球式喷砂滑套上的剪钉,打开喷砂嘴。通过封隔器、过球式喷砂滑套和空心轻质爬行器的配合使用完成油井下层的有效封堵。对空心轻质爬行器进行了优化设计和虚拟装配,介绍了基本原理和工作特点,并对爬行器的强度进行了有限元分析。     

合采井层段开关

层段开关由下接头、上接头、滑套、开关体、大弹簧、小弹簧、凡尔和凡尔罩组成。当外力作用在滑套上时,滑套旋转并下行至滑道底,作用力撤消后,在大弹簧的弹力作用下,使滑套旋转并上行一段距离,停在事先设计点,此时滑套与开关体的上孔相通,即上层的进液通道打开,下层进液通道关闭。滑套设计了三个点控制开关位置,如此往复,开关分别实现上、下层的进液通道同时打开;下层的进液通道打开,上层进液通道关闭。在管柱开关的动作:将层段开关设计在泵体与固定凡尔之间,利用泵的柱塞作为外力作用滑套,需要动作时,下放柱塞,全井杆的重量作用于滑套,实现…     

新型压裂滑套水力喷射器的研制及应用

压裂滑套水力喷射器是实现不动管柱水力喷射分段压裂的关键工具。为解决油气田现场使用的压裂滑套水力喷射器存在滑套开启压力不稳定、显示不明显、无锁紧机构及喷嘴不能反洗等难题,研制了新型压裂滑套水力喷射器。该压裂滑套水力喷射器具有以下结构特点:①采用剪钉内置的方式,剪切压力稳定,滑套开启压力显示明显; ②采用开口环式锁紧结构,可实现滑套打开后逆向锁紧; ③喷嘴组件采用分体式焊接结构,解决了压裂反洗时喷嘴脱落问题。现场应用结果表明,该滑套水力喷射器结构合理,操作简单,可满足多段压裂施工的要求。     

几种设计参数对抽油机曲柄销工作性能的影响

以游梁式抽油机曲柄销总成为研究对象,利用Pro/E建立了曲柄销、锥套、曲柄体和螺母垫圈的装配模型,并导入到ANSYS中进行接触分析。分析了在不同曲柄体凸台高度、不同锥套厚度以及不同曲柄销锥面锥度条件下,曲柄销总成各构件之间的受力情况,得出如下结论:在曲柄体悬臂端设置一定高度的凸台有利于提高曲柄销和锥套的接触压力,能有效降低曲柄销在锥套内微动磨损的程度;当锥套厚度在20 mm左右时,不但能有效保护曲柄体悬臂端不被扩孔,而且能获得较高的销与套之间的接触压力;曲柄销锥面锥度为1∶10～1∶11时,可以显著降低曲柄销的等效应力,从而延长曲柄销总成的使用寿命。     

分体轴承式减扭防磨工具设计与安全性分析

在大位移井和狗腿度超标的深直井中,钻柱接头或本体与套管或岩石产生摩擦与碰撞,钻柱承受大的摩擦扭矩,长时间工作后钻柱局部壁厚减薄而导致钻具断裂失效,套管也会发生过量磨损,降低油井寿命。为解决该问题,设计了一种销栓连接分体轴承式减扭防磨工具,工具的轴承及复合套可分别减少扭转和轴向的摩擦阻力,且可吸收横向振动。对φ139.7 mm(51/2英寸)规格工具的主要承载件及易损件进行了安全性分析。结果表明,本体、钢球和螺栓工作安全性高,该工具可用于大位移井和深直井的钻井作业。     

支撑式可洗井封隔器分层注水管柱

目前采用的分层注水管柱(空心配水管柱)寿命短,作业换封频繁,锚定式注水管柱易卡在井内。经分析,采用支撑式可洗井封隔器、空心配水器、补偿器和安全接头组成的新型注水管柱,可有效解决上述问题。这种新型注水管柱在13口井上进行了试验,施工成功率达100％,平均有效期达256d,最长的已达468d,相应的油井累计增油4270t,降水5783m~3,在一定程度上缓解了层间差异造成的注采矛盾。     

阿姆河右岸高温、高压、高含硫气田DST测试管柱优化设计

土库曼斯坦阿姆河右岸高温、高压、高含硫气田的地质结构复杂,具有高压力、低渗透的特点,且天然气中普遍含有H2S、CO2等腐蚀性气体,在测试作业过程中发生过井下测试管柱不密封、油管腐蚀损坏、压力泄露等问题,从而影响施工进度和人员、设备的安全。针对此类问题,从工艺和安全角度出发,本着简单实用的原则,通过对现用的4种DST管柱结构的应用特点及工艺进行分析,优化出一套适用于该区块的DST测试管柱(即射孔—测试—酸化—测试—挤压井管柱),其结构为:TCP管串+RTTS封隔器+安全接头+RD循环阀+RD安全循环阀+OMNI多功能循环阀(不带球)+校深短节+采油树。如果测试后直接投产,则可使用永久式插管封隔器来代替RTTS封隔器,即转换为射孔—酸化—测试—完井管柱。该优化后的管柱设计方案已经成功应用于5口井的测试作业,对指导高温、高压、高含硫井的测试施工设计,有效预防安全质量事故的发生,确保取全、取准地层数据和资料提供了技术支撑。     

气体钻井钻柱抗疲劳短节设计与应用

气体钻井过程中由钻柱运动（包括公转和纵向共振） 引起的钻具疲劳断裂,造成了大量的井下钻具事故,成为推广应用气体钻井技术的障碍。为此,设计开发了气体钻井用抗疲劳短节：该短节组装采用花键联接;通过对轴向冲击力作用的下部钻具力学仿真分析,钻进中抗疲劳短节的花键芯轴与花键外筒产生相对位移,压缩筒内二甲基硅油吸收冲击力,从而使安装抗疲劳短节的钻铤应力水平降低30%。现场应用结果表明：安装应用抗疲劳短节的钻柱扭矩参数变化不大,钻进平稳且未发生跳钻现象,钻头受力均匀,钻时比较稳定;出井的短节经探伤检测合格级别为I级,进一步验证了抗疲劳短节可以有效预防钻柱在气体钻井中所产生的钻具疲劳断裂问题,有利于钻柱在气体钻井中长期安全工作。     

分层注水井暂堵活塞装置

针对采用Y341封隔器分层注水作业传统工艺投捞水嘴成功率低的问题，设计研制了分层注水井用的暂堵活塞装置。装置由钢套、水嘴、弹簧、定位销和活塞等组成。暂堵活塞装置与Y341封隔器和偏心配水器配套进行分注作业时，可保证封隔器完全坐封，满足管柱试压要求，合格后不再打捞堵塞器而直接注水。工艺过程简单，劳动强度低。经现场地面及井下试验，成功率为100％。