KDS—115型液压丢手工具的研制

常用的投球式和液压式丢手工具因存在施工效率低和不能传递扭矩等特点而限制了应用范围。针对这种情况 ,研制出KDS— 115型液压丢手工具。该型工具通过设置上接头与打捞头之间的凸爪凹槽结构 ,解决了以往丢手工具不能传递扭矩的问题 ;在结构设计上避免了工具承拉和丢手剪切受力零件相同 ,保证了工具的可靠性 ,丢手压力更易控制 ,具有抗拉强度高、承压能力强、能传递较大扭矩、适合于深井卡堵水作业等特点。新工具应用于卡堵、选层酸化管柱和不压井起下管柱及水平井作业中 ,能简化管柱结构 ,降低作业难度和成本 ,提高作业效率     

新型丢手封隔器及配套不压井技术研究

针对萨南油田在用的253—5丢手封隔器配旁通开关组成的不压井作业技术,在作业施工中存在丢手管柱下移、上滑、掉井、旁通开关失灵、作业施工成功率较低和生产井自动关井等技术问题,研发了一套新型丢手封隔器及配套不压井技术。此技术在地面试验和现场试验中取得了较好效果:(1)新型丢手封隔器的密封性能好,在/140mm和/146mm套管内壁上的锚定力大,作业施工成功率高,可确保丢手管柱在井下长期正常工作;(2)新型丢手封隔器及配套不压井技术的丢手管柱采用悬挂不支井底管柱,可避免主材浪费和节约生产成本;(3)该项技术为电潜泵井和大泵抽油机井的不压井作业提供了新的技术支持。     

桥塞式油井防喷技术应用试验

常规井下作业防喷技术主要应用开关、活门等丢手防喷工具,实现不压井防喷作业,但滑套开关等井下防喷工具成功率低,可靠性差,技术性能有待完善和改进。针对这一问题,在喇9-AS2711井开展了桥塞式油井防喷技术的现场应用试验。该技术的核心工具是桥塞式防喷封隔器,采用双向卡瓦坐封锚定结构,具有较高的坐封可靠性,从而有效解决作业防喷问题。从现场试验情况看,该项技术坐封、丢手、开关操作等方面技术性能稳定可靠,达到现场应用要求。     

措施管柱可二次倒扣的安全接头

带有封隔器的挤堵、调剖等措施管柱都必须进行井下锚定,常用的锚定工具是液压锚,其措施管柱在施工过程中常遇到油管堵塞、油套存在液面差,以及不同液体的密度差使油压高于套压造成液压锚无法解锚的卡钻事故。针对这些情况,研制了能使措施管柱油套连通、工具丢手的新型安全接头。该新型安全接头可二次倒扣,通过一次右旋倒扣可实现管柱的油套连通平衡,二次右旋倒扣可实现工具丢手。现场试验10井次,成功率100%,满足了措施管柱施工中的应急处理需要,确保了管柱的施工安全。     

碳酸盐岩超深水平井完井送入管柱丢手工艺优化

塔中I号气田是一个超深层复杂大型油气田,具有储层埋藏深、温度高、缝洞发育、易喷易漏、高含H2S等特点,目前主要采用水平井方式进行开发,施工作业面临井下条件复杂、作业工况恶劣等难点,水平井完井送入管柱存在丢手前管柱内外有压差、中和点不好找的问题。为此,提出了送入管柱结构优化方案,研制了环空压差式循环阀和伸缩短节,细化了送入管柱的坐封与丢手工序。经现场50余井次的应用表明,该技术使悬挂式封隔器丢手操作更为简便,提高了丢手作业的安全性和可靠性。     

防顶丢手管柱验封装置研究与应用

在安装防顶丢手管柱时,为了验证下部的分层管柱是否密封,需要单独下一趟试压验封管柱。为此,研制了防顶丢手管柱验封装置。该装置主要由扩张式封隔器、阀球、滑套、密封套、外密封圈、定压弹簧、连接头、上密封圈、下密封圈等组成。37口井的现场应用表明,该管柱的应用优化了作业工序,平均单井施工周期缩短了30h;作业过程中的验封工序避免了6次返工作业,节约作业费用60余万元。     

冀东油田深斜井分层压裂管柱研究与应用

针对冀东油田目前压裂技术中存在多层笼统压裂,不能压开所有层,以及效果差、有效期短等技术问题,提出了不动管柱分级坐封、分级验封的分层压裂管柱的工艺理念,并开展了工艺技术、管柱结构及施工工艺研究。设计了不动管柱分级坐封、分级验封、分级解封、遇卡分级丢手分段打捞的液压压缩封隔器分层压裂管柱和不动管柱分级坐封遇卡分段丢手分段打捞的水力扩张式封隔器分层压裂管柱,形成了分级投球分层打开压裂滑套的分层压裂喷砂开关控制技术和分级解封、遇卡分级丢手分段打捞的安全解卡起出技术,实现了一趟管柱分级压裂多层,提高了分层压裂的效果,降低了压裂成本。113口井的现场应用结果表明,深斜井分层压裂管柱的原理可行、结构合理、工艺简单,满足了冀东油田高温高压深斜井分层压裂作业的需要。     

膨胀尾管悬挂器关键技术分析及现场应用

膨胀尾管悬挂器在注水泥和顶替的过程中能够带动管串旋转,可显著提高环空顶替效率和固井质量。从膨胀驱动机构、本体机构、丢手机构、旋转机构、指示机构和应急机构等6个方面对膨胀尾管悬挂器关键技术进行了分析,并介绍了其现场应用情况。分析结果表明,膨胀尾管悬挂器集成了悬挂和封隔功能,并能实现大排量循环,遇阻后通过旋转和上提下放,使管串顺利入井,并提高固井质量;通过完善现场施工工艺,优化胶塞憋压操作及其机构,确保丢手机构及应急机构的正常工作,可有效提高膨胀悬挂器作业的可靠性。建议我国加大膨胀尾管悬挂器的研发力度,同时提高工具的可靠性。     

液压滑套式安全接头

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 ,设计了液压滑套式安全接头。这种接头由上接头、滑套、密封圈、剪断销钉和下接头组成。正常工作时 ,安全接头可传递拉、压载荷和正、反扭矩 ,当遇卡需脱开时 ,从地面向管柱内投球 ,加压到一定压力时 ,滑套将剪断销钉剪断 ,上接管柱即可实现脱开。该安全接头在胜利油田现河采油厂 2 0余口井的现场应用都取得了很好的解卡效果 ,具有安装方便 ,操作简单 ,安全可靠等特点。     

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。     

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。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

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。     

苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂技术研究

在介绍水平井裸眼完井分段压裂工艺的基础上,分析了苏里格水平井裸眼分段压裂工艺管柱结构。水平井裸眼完井分段压裂工艺在苏里格气田遇到的主要问题是压裂管柱下入遇阻严重、回插管柱密封不严、丢手丢开困难、压后返排率不高、压差滑套打不开及砂堵等。对管柱下入遇阻严重问题设计了Ф151 mm×1.5 m的大铣柱,与小铣柱配合使用,建议在较长的油管段接扶正器;对回插管柱密封问题设计了模块式密封;在悬挂封隔器上端设计丢手工具可解决丢手丢开困难问题;设计了压差滑套辅助压力阀解决滑套打不开问题。现场应用结果表明,提出的措施均能很好地解决苏里格气田水平井裸眼完井分段压裂工艺存在的问题。     

海上油田大斜度井同心双管注水技术

目前海上同心双管注水工艺存在着安全控制不可靠、内外管分层容易失效、封隔器解封不彻底等问题,造成洗井困难且影响油田正常生产。为此研究了新型同心双管注水工艺技术,该技术注水管柱相互独立,施工相对简单,外管附加载荷大大降低,注水三通道都能实现单独的安全控制。环空安全阀采用柱塞坐封方式并有备用注水通道,提高了安全阀的可靠性及使用寿命;内外管的分层采用组合盘根的形式,在容易失效部位采用组合盘根和内胶筒的双级密封方式,密封效果更加可靠;洗井则采用地面单独控制洗井滑套的方式,能够避免地层压差带来的洗井活塞自行开关,而且满足海上大排量反洗井的需求。该技术已在胜利海上油田成功应用10余口井,适用最大井斜为74.18°,层间最大压差为10.5 MPa,有效解决了大压差油层、大斜度井的有效分层注水难题。     

液压控制型安全接头的研制和应用

针对倒扣式常规安全接头在井下退开难度较大 ,剪钉式安全接头完井作业易中途断脱的问题 ,研制了一种液压控制型安全接头。这种安全接头主要由液压释放机构、安全锁定机构和安全连接机构组成。它可有效地实现井下管柱的分级解卡 ,具有结构合理、安全可靠、操作方便和调控简单等优点 ,能满足安全要求较高或结构较复杂井的使用要求。在胜利埕岛油田应用了2 2井次 ,效果良好     

QT-127型全通径无级投球压裂滑套研制

水平井分段压裂技术是高效开发致密油气藏的主要手段。常规投球滑套+裸眼封隔器分段压裂技术的分层数量有限,无法满足致密油气藏的精细开发需要。研制了一种全通径无级投球滑套,球座的内径相同,球座与压裂滑套采用分体式设计。该滑套随压裂管柱一起下入井内,压裂作业时,球座与可溶压裂球一起投入压裂管柱内,加液压力使滑套开启。功能试验表明,投入式球座可通过不同级别滑套,并实现同级别滑套打开。球座经过50次通过性能测试后,硫化橡胶与胶筒密封性能满足作业需要。     

水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用

为了能更有效地利用水平井裸眼完井压裂技术开发苏里格低渗透气田,自主研发了水平井分段压裂配套工具。裸眼封隔器是其重要组成部分,其性能直接影响压裂施工的效果。针对现场实际情况,设计了开启阀式裸眼封隔器,封隔器开启压力可根据施工井情况进行调节,有效防止了下井过程中封隔器提前打开坐封。密封胶筒采用单流阀设计,可以保证胶筒充分膨胀,加强密封效果。该封隔器采用扩张式胶筒结构,配合悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等工具在苏里格地区进行了4口水平井的成功应用,证明能满足水平井分段压裂工艺管柱要求,为水平井裸眼完井分段压裂能顺利进行提供了技术保障。     

RFID智能滑套设计与试验研究

为了解决传统水平井分段压裂技术操作复杂、无法达到全通径和压裂级数受限的问题,提出了基于RFID智能滑套的水平井分段压裂技术。在分析水平井分段压裂技术特点的基础上,研究了RFID智能滑套压裂管柱的结构和技术难点,开展了RFID智能滑套结构的方案优选、模拟分析、单元试验和室内样机试验。试验结果表明,RFID智能滑套在温度120 ℃、压差10～70 MPa工况下均能顺利开启至设定开度,RFID标签球能够控制RFID智能滑套窗口达到预设开度,且RFID通讯成功率良好。研究表明,RFID智能滑套水平井分段压裂技术能够降低水平井压裂施工成本,提高油气开发效率,为油气开发向智能化、低成本化和高效化方向发展提供技术支持,具有良好的应用前景。      

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。