XTQ-20型液动套管钳的研制

针对目前生产的套管钳无对扣扶正作用、无背钳、下套管作业辅助工作多、工作时效低以及难以满足专业化下套管作业需要等问题，研制出XN－20型液动套管钳。新型套管钳主要由主铅和背错两部分组成，具有背钳、对扣扶正和扭矩测量功能，主钳与背钳采用浮动式连接，背钳通过同步机械爬坡实现变力夹紧。现场试验证明，该套管钳主铅与背钳连接部分平稳可靠，支撑轮无卡阻现象，背钳夹紧可靠，测扭矩系统精度高，随动性好，锥体运转平稳，各项性能指标均达到设计要求，大大提高了作业时效和套管柱螺纹联接质量。     

微牙痕下套管技术在川东北高含硫气田的应用

高含硫油气田H2S极易通过油气井管柱的伤痕对其进行腐蚀,缩短套管和油管的寿命。为此引进美国ECKEL公司生产的φ219 mm(85/8英寸)HS HT型微牙痕液压套管钳,改造扭矩仪、液压动力站、气动卡瓦等设备,配套形成微牙痕下套管技术。该技术的应用可使套管体损伤降低到最小程度,牙痕深度小于0.08 mm,有效减轻H2S对入井套管及油管的腐蚀,延长套管及油管的使用寿命,为高含硫油气田生产开发提供技术支持。     

微牙痕起下合金管柱操作技术对于井下管柱施工的作用

高含硫油气田中的H2S会因油气井管柱伤痕对管柱产生腐蚀,从而缩短油气井管柱寿命。引进HS/HT型微牙痕液压套管钳,通过改造扭矩仪、液压动力站等设备,配套形成微牙痕套管技术。     

TQ508—70Y大管径高扭矩液压套管钳的研制

鉴于我国生产的各类套管动力钳已不能适应现在越来越多的大井眼和超深井作业需求的情况,研制开发出适用管径244.5～508mm、最大扭矩70kN.m的TQ508—70Y液压套管钳。该套管钳主要部件包括钳头、传动齿轮壳体、变速机构、液压系统、液压测矩装置等。试验与应用表明,该液压套管钳性能可靠,作业效率高,能满足下套管作业的要求;产品的各项性能指标均达到设计要求,并符合SY/T5074—2004行业标准。     

套管钻井专用设备和仪器的配套

在分析大庆油田补心通径小、套管钳只有主钳不能卸扣、扭矩仪测量不精确、测斜仪不能在套管内测量等不适应套管钻井技术的基础上,配套了380 mm转盘方瓦和补心、主背同机套管钳、应变片式转盘扭矩仪以及多级自浮式测斜仪.现场试验表明,所配套的设备和仪器能够满足套管钻井使用要求.     

NTQ248-25Y型无牙痕套管动力钳研制

高含硫油气井的完井管串一般采用耐蚀合金(CRA)套管,这种套管的材质较软,常规套管动力钳工作时极易破坏套管表面的防腐镀层,加速硫化氢对套管的腐蚀,影响完井管串质量。依据套管动力钳内曲线爬坡滚子机构的特点,采用材料优选、结构优化设计与室内试验相结合的方式,研制出NTQ248-25Y型无牙痕套管动力钳。室内试验和现场应用表明,该无牙痕套管动力钳作业后套管表面完全没有牙痕,最大输出转矩为25 kN·m,能完成外径为114.3～177.8 mm套管的上卸扣作业。     

机械化油套管下入装置

美国BJ管材服务公司研制成功的机械化油套管下人工具已成功用于矿场。该装置可下入口178-914mm套管和带割缝筛管的p114-178mm的油管。采用它可提高工作的安全性，缩短下入时间。该装置包括填充和循环工具、导向头管钳操作系统、Ф56mm水力油套管背钳和顶部驱动套管对中工具（T-CAT）等。     

微牙痕卡瓦在封隔器中的应用研究

封隔器的锚定机构在结构形式及卡瓦锚定能力方面存在不足,特别是卡瓦工作过程中会对套管表面造成较大损伤,不仅影响封隔器的工作性能,而且导致了套损井段在油井二次作业中无法进行二次封隔。鉴于此,分析了卡瓦锥面锥角、卡瓦包角、卡瓦牙数量和牙型角等影响卡瓦牙痕的重要几何参数,通过数值模拟得到封隔器卡瓦牙与套管接触应力的变化趋势,即:当卡瓦牙为4牙时对应区域的应力最大,对套管内壁的损伤也最大;卡瓦牙为5牙和7牙时应力分布曲线呈下降趋势;通过扩大每个牙顶的外径,可以使各牙及套管周边的应力分布均匀,同时使卡瓦稳定性增强,减少其对套管的损伤;减小锥面锲形角可以使椎体对卡瓦的作用力后移,有助于使各个齿受力均匀。研究结果可为卡瓦的结构修改及优化设计提供参考。     

管柱牙痕产生机理与减少减轻措施研究

动力钳会在管柱表面产生比较明显的牙痕，而过深的牙痕会危及管柱安全及寿命。针对此问题，通过对牙痕产生过程的分析，提出了划痕和压痕的概念。通过对钳牙与管柱表面的接触力学分析，推导出了不产生划痕的条件和压痕深度的表达式，确立了动力钳结构参数、钳牙结构参数和材料与管柱牙痕的关系，给出了减小减轻牙痕的措施。以?88.9 mm油管为例，依据该理论对动力钳结构参数、钳牙参数和材料等进行了设计，钳牙对油管表面的划痕明显改善，压痕明显减轻。研究结果可为优化动力钳结构、钳牙结构和材料提供理论依据。     

海城石油机械:科技引导钻采

海城市石油机械制造有限公司始建于1986年,是中国大型石油钻采装备的制造企业。公司为国内外客户提供一整套石油钻采设备及相关配套设施,主要产品包括:井口工具系列(全系列的油管、钻杆、钻铤、套管等吊环、吊卡、卡瓦、滚子补芯、转盘补芯、液压动力站、钻井、修井用工具等)、液压动力钳系列(XQYB127/8型闭口动力钳、ZQ钻杆动力钳、TQ套管动力钳、XQ油管钳、大扭矩钻杆吊钳、大口径套管钳)、钻采配件系列(游车大钩、转盘、水龙头、固控系统、井电系统、野营房、井控装备     

液压钳对油管螺纹粘连影响的有限元分析及措施

采用有限元方法分析了液压钳对油管螺纹联接强度的影响，得到了背钳在不同夹持位置时油管螺纹联接的等效应力和接触应力分布，提出了液压钳夹紧结构的技术改进措施，设计出一种新型的三腭板钳口结构。计算结果表明，改进夹紧方式后的液压钳使油管螺纹齿面等效应力和接触应力明显减小，可有效改善螺纹联接特性，防止油管螺纹粘连事故的发生。     

液压式套管滚珠整形器的研制与应用

针对套管变形修复技术中机械整形(冲胀和磨铣工艺)普遍存在损伤套管、牺牲套管厚度、修整尺寸小、施工周期长和成本高等问题,研制了液压式套管滚珠整形器。该整形器采用变径钢珠滚压套管内壁的设计,将以往常规机械整形的面接触变为点接触,可大幅增加胀压力,且不损伤套管;中心轴内含短行程的设计确保钢珠胀管突出后能够适量缩回,防止作业管柱卡井;泄压后提放管柱工具可复位,可以实现长距离连续整形;应用小修作业机和泵车即可实施作业。该整形器在现场应用中收到很好的效果。     

气动套管卡瓦的研制与应用

目前下套管作业主要采用吊卡卡持套管和液压大钳或B型大钳上螺纹的作业方式,工人劳动强度大,工作效率低,容易造成单吊环起钻,从而引发重大工程和人身安全事故。鉴于此,研制了气动套管卡瓦。该卡瓦使用无背钳套管液压大钳,下部套管不发生跟转问题,防扭效果明显。现场试验表明,该卡瓦安装拆卸简便,自动化程度高,悬挂能力大,具有防扭功能,卡瓦体工作高度低。新型气动套管卡瓦的投入使用,能减轻工人劳动强度,提高工作效率,避免单吊环安全事故的发生,具有较强的实用性和广阔的应用前景。     

水力锚锚爪结构对套管变形及挤压应力的影响

为优化水力锚爪结构参数,减小水力锚爪结构对套管的损伤,针对普通螺纹齿形锚爪和镶硬质合金锚爪结构,利用材料力学理论建立了镶硬质合金锚爪接触处套管所受的挤压应力公式,采用有限元法分析了普通螺纹齿形锚爪接触处套管的变形及挤压应力。分析表明,普通螺纹齿形锚爪和镶硬质合金锚爪均会对套管产生不同程度的损伤;在相同油管内外压差作用下,与镶硬质合金锚爪相比,普通螺纹齿形锚爪接触处套管所受挤压应力和径向变形较小,对套管损伤最小。研究结果表明,试油压裂用水力锚结构应采用螺纹齿形设计;在相同油管内外压差作用下,镶硬质合金锚爪接触处套管所受挤压应力随牙齿楔角增大呈幂律指数降低,随牙柱直径增大呈幂律指数下降,随锚爪直径增大呈多项式增大,随牙齿后角呈指数增大,但增大幅度较为平缓,随轴向载荷增大呈多项式增大,但增大幅度较小;建议牙齿楔角取10°,锚爪牙柱直径取10~12 mm,锚爪直径取40~50 mm。研究结果为水力锚锚爪结构设计提供了理论依据。      

套损套变井加固补贴工艺

针对目前套管加固补贴工艺存在的密封性差、工艺复杂、施工强度大等问题,研制了水力机械式加固补贴工具.该工具由液压机构、加固补贴机构和丢手机构3部分组成,密封结构中采用了倒齿结构,因而密封可靠.工具操作简单,补贴后内通径较大.试验表明补贴完成后套管耐压能力及锚定力均可满足现场应用条件.     

套管钻井专用钻头试验研究

在分析套管钻井技术存在钻头单井成井率难点的基础上,简要介绍了Ф339．7、Ф273．1mm表层套管钻井钻头（镶齿固定式和延展胀开式钻鞋）、Ф244．Ф244.5mm技术套管钻井钻头（铰接胀开式钻鞋镶齿固定式和延展胀开式钻鞋）和Ф177．8mm油层套管钻井钻头（钢体PDC钻头）的结构、原理、技术特点和技术参数。详细叙述了Ф339．7、Ф273．1mm表层套管钻井钻头和Ф177．8mm油层套管钻井钻头的单元试验和现场试验情况。结果表明,大庆油田研制的套管钻井专用钻头可以满足现场应用要求。