耐高温高压封隔器胶筒性能研究

封隔器的关键元件是具有密封能力的胶筒,胶筒的高温力学性能是影响其密封能力的主要因素。预选了2种四丙氟橡胶A与B,采用变量控制实验法设计了8种组分,按照API 11D1要求,对150 ℃×96 h、200 ℃×96 h,230 ℃×96 h等不同高温条件处理后的橡胶材料的拉伸强度、100%定伸强度、扯断伸长率等力学性能进行了测定。优选出一种橡胶材料,其在经过200 ℃×96 h高温处理后,拉伸强度仍保持21 MPa,100%定伸强度为12 MPa; 用该橡胶材料制备成封隔器胶筒,成功通过了200 ℃、70 MPa油密封30 min无压降、无泄漏试验。研究结果可为耐高温高压封隔器胶筒材料的选择与性能研究提供试验依据。     

封隔式分级注水泥器关键技术分析

随着深井、超深井勘探开发的增多,在采用分级固井工艺进行长裸眼段固井施工中,地层发生严重漏失,导致固井质量差的问题日益明显。采用具有封隔器的封隔式分级注水泥器,能够在分级固井时实现两级固井作业之间的环空封隔,降低水泥浆液柱对地层的压力,保护易漏失地层,降低发生漏失几率,进而提高固井质量。该技术的核心是具有封隔功能的分级注水泥器及配套工具,国外各大公司已具有相关产品。概述了封隔式分级固井技术的基本工艺。介绍了其关键技术,包括整机与封隔器结构、封隔器胀封控制技术、循环孔启闭控制技术。通过对各关键技术优缺点的对比分析,指出适用于解决国内分级固井地层漏失的封隔式分级注水泥器的研制方向。     

高温老化后嵌入式共固化阻尼复合材料结构的阻尼性能

在综合研究双马来酰亚胺树脂基碳纤维预浸料(T700/QY260)和AFLAS氟橡胶的力学性能、阻尼性能和耐高温性能基础上,通过试验的方法提出一种能够耐260℃超高温度的黏弹性阻尼材料。利用四氢呋喃溶液将该黏弹性阻尼材料制成阻尼胶浆溶液,结合双面刷涂和热压罐工艺制备出嵌入式共固化阻尼复合材料试件,利用自由振动衰减实验方法对该试件分别做常温、230℃*96 H、260℃*96 H老化实验处理后相对阻尼系数的测定,得到不同温度老化处理后的嵌入式共固化阻尼复合材料的相对阻尼系数与阻尼材料厚度的关系,证明了所制备的嵌入式共固化阻尼复合材料具有优异耐超高温性能和稳定的阻尼性能。     

深井、超深井短尾管安全丢手关键技术研究

为提高深井、超深井短尾管固井施工的可靠性,针对深井、超深井摩阻大、短尾管固井悬挂尾管短和质量轻等原因造成的丢手不易判断的问题以及摩阻大造成的丢手困难的问题,通过采用尾管牵制技术及尾管悬挂器卡瓦内嵌技术,使尾管具有反向锚定锁紧及解锁功能,为短尾管提供附加载荷,便于现场施工安全丢手;制定了现场施工工艺流程,通过合理设计各级动作启动压力值,最终形成了适合于深井、超深井的短尾管安全丢手关键技术。该项技术已在塔河油田、青海油田及冀东油田等地区累计应用了72井次,成功率100%,应用最深井深为7271 m,最小规格为177.8 mm×Ф101.6 mm,尾管质量最轻仅为4.4 t。应用结果表明,该项技术有助于实现尾管悬挂器坐挂、丢手操作一次性成功,提高了短尾管固井施工的可靠性,为深井、超深井短尾管固井提供了有力的技术支持和施工保障。     

基于Arrhenius方程封隔器胶筒的寿命预测研究

为预测封隔器胶筒的使用寿命，文章将封隔器胶筒的橡胶材料的拉伸强度作为评判封隔器胶筒密封失效的依据，采用加速老化试验方法对封隔器胶筒橡胶材料寿命进行预测研究，并根据现场应用效果统计验证预测结果。首先将与封隔器胶筒同批次的四丙氟橡胶材料制成标准试样，分别在200、230、260和280℃下进行热空气加速老化试验，分析其拉伸强度与老化温度和老化时间的关系。基于Arrhenius方程原理，结合有限元分析结果和地面性能试验数据，拟合后得到退化轨迹方程，进行封隔器寿命的预测研究。研究表明：封隔器胶筒寿命与温度呈线性相关关系；应用Arrhenius方程预测封隔器胶筒寿命，其结论对现场具有较好的参考意义。