新型多功能液压钢丝绳防喷盒的研制

针对目前各油田现场使用的各种防喷盒普遍存在的问题，设计了一种新型多功能液压钢丝绳防喷盒，该防喷盒采用液压控制方式、可旋转的球接头、剪切螺钉、将胶筒切成斜口、增大三通管的尺寸以及在其底部安装套管抽汲采油环保井口等措施，有效地解决了井口防喷、防碰撞、防偏磨以及现场环境污染的问题。现场应用表明，新型防喷盒结构合理，使用方便可靠，消除了安全隐患，降低了成本，提高密封胶筒的使用寿命30％以上。     

气控液压抽汲防喷盒的研制与应用

分析了防喷盒自身影响其密封效果的因素,设计出气控液压抽汲防喷盒。该防喷盒采用气控液压方式、双级滚动导向扶正系统、剪切销钉安全机构、高弹性耐磨胶筒、双级密封等措施,有效地解决了抽汲过程中井口防喷问题,最大限度降低抽汲所造成的井场污染。现场应用表明,该防喷盒具有设计结构合理,使用维护方便,胶筒寿命长,密封性好,成本低,防顶、防偏磨,安全可靠等优点。     

用水井测试防喷盒减少环境污染

水井测试防喷盒及其相配套的其他水井测试应用工具，在原有的防喷堵头上加上一套压帽组合，解决了水井测试过程中，由于防喷工具不合理致使污水外溢，造成环境污染，或者测试不成功的现象。介绍了该防喷盒的设计原理、机械构造及应用效果。     

新型测试防喷盒的研制

针对现场应用的测试防喷盒存在的井内液体易喷出或测试工具移动阻力大的缺点 ,研制了新型测试防喷盒。新型测试防喷盒在上部增设了一低压密封区及黄油盒 ,可以不必过于压紧盘根 ,并能自动给悬挂钢丝表面涂黄油 ,延长了盘根和钢丝的使用寿命。现场 50多口井的应用表明 ,新型测试防喷盒密封效果良好 ,作业时间减少了四分之一 ,密封件的使用寿命提高了 3倍 ,测试工作的可靠性增强。测试一口油水井能带来 2 0 0 0元的经济效益     

新型气动增压防喷盒

针对目前试油、试采抽汲井口使用的液压和气动2种防喷盒存在手动加压、工人劳动强度大、管线的连接部位经常有漏油现象,易造成二次污染,以及气动防喷盒密封胶皮抱合钢丝绳的压力小,稍有磨损就会造成防喷盒抽汲液外漏,而且更换密封胶皮过于频繁,增加了使用成本等问题,开发了新型气动增压防喷盒。该防喷盒驱动胶皮压缩的气体为高压气体,增强了抽汲作业的密封效果。抽汲胶皮的密封程度可以根据现场情况,通过手动调压阀进行气压无级调节,既保证了密封效果,又延长了密封胶皮的使用寿命。该防喷盒在现场应用300多个班次,大大延长了密封胶皮的使用寿命,密封效果更好,并减轻了工人的劳动强度。     

可变径钻杆防喷盒的研制与应用

钻井起钻卸单根过程中,钻井液从钻柱接头处喷溅而出,不仅威胁工作人员健康安全,而且污染平台设备,为此研制了可变径钻杆防喷盒。该防喷盒为圆筒开合式结构,通过控制钻柱接头钻井液喷溅压力来回收和循环钻井液。运用Solidworks绘制防喷盒模型,采用ANSYS对其MC尼龙材料进行分析。在江汉油田焦页4-2HF井和31-1HF井的试验中,可变径钻杆防喷盒具备良好的承压能力,试验效果良好,共收集钻井液36.24 m~3,比常规起钻至少节约3 h。设计的可变径钻杆防喷盒实用性强,符合现场以及HSE要求。     

气井安全抽汲工艺技术研究

针对低压气井抽汲排液过程中没有安全防喷装置,易引发安全、环境污染等问题,研究了气井安全抽汲工艺技术,研发配套了抽子阻尼器、液控防喷盒、安全拔脱装置和钢丝绳防喷器。试验与现场应用表明,该工艺技术作业过程中防喷盒处的最大压力达到2.3 MPa,系统工作正常,实现了低压井况下的密闭安全抽汲,避免了抽汲作业引发的环境污染。     

多功能测试防喷盒

在注水井分层测试过程中，由于普通防喷盒在设计上的不足，当测井钢丝从上方通过时，从钢丝外侧间隙和下部丝扣处都存在刺水和漏水现象，不仅影响环保和测试工的工作环境，而且也增加了注水工维护井场规格化的工作量，浪费了为采油树防腐刷漆的费用。为此，研制出一种新型多功能防喷盒，在原有防喷盒的基础上，在压帽上部加上一道盘根，在盘根下端加一个卸压装置，可将刺出的少量的水通过卸压装置和外接的塑料软管引到水桶中，避免了从防喷盒顶部压帽处刺水的现象。     

双级密封抽汲防喷盒

试油作业现场应用的气控抽汲防喷盒气控压力范围小、手动液压防喷盒胶皮易过早磨损,且在伴有游离气的油水井中瞬时密封效果不佳。研制的双级密封抽汲防喷盒采用锥形胶筒和螺旋胶筒两级橡胶密封,增大抽汲钢丝绳与密封胶皮的接触面积,通过机械结构对两级密封胶皮施加预紧力,提高密封效果;设计万向球头,减少胶筒偏磨损耗,延长胶筒使用寿命。在F168-38井、T46井和F908-X2井等推广应用50多井次,防喷效果良好。该抽汲防喷盒密封件使用寿命长,密封效果好,为安全环保施工提供了保障。     

新型抽油光杆密封装置

针对常规式光杆密封器无中心调偏，更换密封圈不方便和防喷系统结构复杂的缺陷及在使用中经常失效的现状，研制了一种新型光杆密封器。密封器由主体、圆柱形防喷密封圈、球形底座、密封盒和锥形密封圈组成，其特点是可实现密封器角度调偏、密封圈拆装方便及防喷机构简单可靠。模拟试验和现场使用情况表明，新型光杆密封器设计合理，结构简单，性能可靠，操作简便。密封圈使用寿命延长，密封器寿命比常规式光杆密封器提高5－6倍。     

关于两个井控争议问题的讨论

防喷器操作手柄位置和井口防喷器的组合形式在石油行业标准中没有明确规定,而防喷器操作手柄位置和井口防喷器的组合形式涉及到井控设计和现场防喷器的使用,对井控具有重要影响。为此,针对目前井控现状,分析了防喷器控制原理并查阅了文献资料,指出了因操作手柄位置不合理带来的井控隐患,建议钻井中防喷器操作手柄的最佳位置为“中”位;分析了防喷器组合的功能并查阅了井控标准,指出了防喷器组合形式和安装顺序等方面存在的问题,针对不同压力级别,提出了防喷器的组合方式及安装顺序的建议。对于防喷器操作手柄位置和井口防喷器的组合形式,需要修订现行标准以进行规范,并对标准修订的重点内容提出了建议。      

CAE技术在防喷器结构设计中的应用

针对防喷器设计现状,结合实例介绍了CAE技术在防喷器结构设计中的应用;应用ANSYS软件对U型防喷器壳体、中间法兰等零部件进行了有限元计算;用应力分类理论对计算结果进行分析,提出了一种防喷器设计的新方法。     

液压起升防喷装置的研制及应用

针对油田注水井测试过程中井内注水压力高、防喷装置井口安装难度大、钢丝铠装电缆在注水井高压水密封处产生喷漏等难题,研制了液压起升三级防喷装置。该装置主要由液压起升系统、液压防喷系统和电缆传动系统组成。装置有效解决了注水井安装防喷装置需配备吊车,费时费力的问题;采用手压泵控制三级液压密封,解决了井口防喷装置喷漏的问题。胜利油田现场应用表明,该装置提高了注水井分层测试的安全性和测试效率,能够及时准确地录取水井测试资料和根据开发要求进行分层调配,为油田开发提供了可靠的手段。     

闸板防喷器密封失效原因及对策分析

针对川渝东部地区高陡地质构造，碳酸盐岩地层，高压、高产、高含硫天然气井特点， 在钻井工程中，一旦发生溢流，要求尽快关井，及时组织二级井控，重建井内压力平衡。闸板防喷器关井速度快、耐高压，是二级井控最重要的设备。文章总结了闸板防喷器使用多年以来，在试验和现场使用中出现过的密封失效问题。通过对闸板防喷器密封失效实例分析判断，根据现场的实践经验，找出了引起密封失效的基本原因，提出了解决办法和对策，以期引起从事防喷器设计、生产、管理、使用人员的高度重视。通过各个环节的把关，消除闸板防喷器密封失效的不利因素，保证闸板防喷器使用安全可靠。     

F18-21整体式防喷器组的研制

随着钻井、修井工艺对防喷器组总体高度、体积大小的要求越来越苛刻,为了更好地满足特殊钻井的需求,研制了F18-21整体式防喷器组。通过有限元分析,一次铸钢成型的防喷器壳体满足《井口装置和采油树设备规范》;通过各项性能试验,其壳体强度、液控油缸强度、环形胶芯密封性能、闸板胶芯密封性能、主通径都可以满足现场应用的需要。现场装配结果表明,该整体式防喷器组较常规防喷器组总体高度降低500 mm、总重量减轻600 kg、密封泄漏点减少2处,具有结构紧凑、性能可靠、省时省力的特点。     

石油钻机用防喷器装卸系统研制及应用

针对现代新型电驱动钻机的设计理念及现场要求,研制出了全液压控制、1人单工位操作就可完成钻机防喷器组吊装对中工作的防喷器装卸系统。介绍了该系统的结构、技术原理、实施方案,并着重从液压控制上对系统进行了详细的分析。现场试验及使用情况表明:该系统完全适应当前电驱动钻机的要求,利用该系统安装和拆卸防喷器组,省时、省力、安全、高效,具有较好的推广应用前景。     

多功能油井液压阻喷装置研制与应用

针对油田修井作业采用闸板防喷器防止井喷存在的问题,为有效提高油井作业装备的技术水平,研制了一种多功能油井液压阻喷装置。该阻喷装置全部采用液压驱动技术,具有结构紧凑、机械化程度高、安装简便、安全可靠等特点。室内试验和现场应用表明：该装置满足井控安全要求,性能可靠,可操作性强,各项技术指标均达到了设计要求。     

射孔压裂不压井作业配套技术研究

为了有效解决射孔压裂不压井技术中存在的问题,开展了以新型防喷丢手封隔器为重点的射孔压裂不压井技术研究。该技术在压裂完和射孔枪定位、起爆后直接封隔油层,可有效预防井喷事故。在射孔压裂管柱底部连接防喷丢手封隔器,完井后处于不坐封、不坐卡状态,不影响油井正常生产及水井正常配注。室内试验及现场应用结果表明,整套工具的各项技术指标都满足设计要求,工具在井下能够顺利完成锚定、胶筒密封和管柱丢手等各项规定动作,且开关动作灵活。     

DQX-Ⅲ型旋转防喷器的研制与应用

由于大庆油田浅层井的现场施工条件限制,传统的旋转防喷器无法安装在低底座的井架上,同时不能满足高转速的要求。为此,研制了DQX-Ⅲ型旋转防喷器。它由旋转总成、壳体和泵站等3部分组成,采用全油循环的方式,润滑和冷却效果良好,能有效延长轴承和动密封的使用寿命,在浅层井中能保证钻进的连续性,优选的Kalsi动密封的结构和材质配方设计可大大延长其使用寿命。室内及现场试验结果表明,DQX-Ⅲ型旋转防喷器的动密封扭矩平稳,在浅层能用PDC钻头高速钻进,各项性能指标达到设计要求。     

Macondo深水井漏油事故防喷器系统失效原因分析

深水防喷器系统是深水井控的核心设备,它的失效是导致Macondo深水井漏油事故的重要原因之一。为了识别Macondo井防喷器系统的主要失效原因,采用故障树分析法结合其防喷器失效过程进行分析,建立了具有14个基本事件的系统失效故障树。通过求解故障树的最小割集和径集,分别找出了系统失效的10种模式,对基本事件进行结构重要度计算,结果表明,剪切面有钻杆接头、内BOP阀门未关闭、水下蓄能器漏失等是导致系统失效的主要原因。对Macondo井防喷器系统失效概率的近似计算与实际情况相符,验证了失效原因分析的正确性。该研究有助于对Macondo深水井漏油事故的进一步分析,对深水防喷器的设计和选用也具有一定的理论指导作用和参考价值。