国产水下泥线悬挂器在东海油气田的应用

水下泥线悬挂器是海洋油气开发中的关键装备之一,长期以来其进口装备占据我国市场且价格高昂。为了进一步降低东海边际小构造油气田开发成本,实现勘探、开发一体化,东海油气田开展了水下泥线悬挂器等装置国产化研究,对国产水下泥线悬挂器结构设计、悬挂载荷校核、加工材料的选择、防腐方案设计等关键问题进行了阐述,同时对现场应用中的装置出泥高度确定、安装操作和出现的问题做了分析,最终成功实现国产水下泥线悬挂器装置的应用。     

套管泥线悬挂系统技术分析与发展建议

为了加快研制具有我国自主知识产权的套管泥线悬挂系统,在简述了套管泥线悬挂系统的重要性和技术优势之后,介绍了Plexus公司、GE-Vetco Gray公司、Cameron公司及Dril-quip公司的几种套管泥线悬挂系统,并对其技术参数、结构及使用特点进行了对比分析。随后指出国外套管泥线悬挂系统朝着多类别、系列化、更可靠和更高效的方向发展。最后,就国内开展套管泥线悬挂系统研制提出了几点建议。     

油管泥线悬挂器在张力腿平台干式井口的应用

降低张力腿平台立管顶部张力大小有利于减小平台载荷,缩小平台尺寸。对TTR系统进行了整体张力分析和局部受力分析,推导得出:生产管柱重力不影响立管顶部张力的大小,采用油管泥线悬挂器无法有效降低平台载荷;是否采用油管泥线悬挂器取决于立管局部受力分析结果;建议采用立管环空注氮的方式降低立管顶部张力。算例分析结果表明:环空注氮后立管顶部张力仅为8 kN,比注氮前降低约280 kN;立管轴向受压区不存在受压失效风险,受拉区张力较小,若生产管柱湿重继续增大,则立管受拉区有转为受压状态的可能,需要考虑增大张紧器张力或采用生产管柱泥线悬挂器的办法来保证吊环以下立管整体处于受拉状态。所得结论可为油管泥线悬挂器在张力腿平台的应用提供参考。     

MLS-10型泥线套管悬挂装置设计

泥线套管悬挂装置是海洋油气勘探开发中的一个重要单元装备。在分析国内外技术现状的基础上,详细阐述了MLS-10型泥线套管悬挂装置的总体结构、技术参数以及套管悬挂器、临时弃井防护帽、回接生产工具等关键部件。总结了MLS-10型泥线套管悬挂装置的技术特点,并介绍了生产制造及试验情况。该装置的设计开发加快了海洋泥线套管悬挂装置国产化的研制进程。     

内嵌卡瓦尾管悬挂器坐挂系统力学模型研究

内嵌卡瓦式尾管悬挂器结构复杂,卡瓦咬合力是决定尾管悬挂器坐挂成功的关键因素。根据内嵌卡瓦坐挂系统的结构形式和加工工艺,根据矩阵理论建立了内嵌卡瓦式尾管悬挂器坐挂系统的力学模型,得到了卡瓦咬合力的理论计算方法,分析了卡瓦的咬合力与尾管重力、加工过程中刀具转角和接触面的摩擦系数的关系。进行了内嵌卡瓦尾管悬挂器与套管的坐挂试验,通过应变测试系统对不同轴向载荷下的套管外侧应变进行了采集与分析,基于拉梅公式进一步得到了卡瓦与套管内壁的接触应力。研究结果表明,卡瓦与套管接触应变的理论计算值与试验平均值比较吻合,最大应力约为平均应力的150%,最小应力约为平均应力的70%。坐挂力学模型理论分析和试验研究结果可以为悬挂器结构的设计和优化提供理论依据。      

悬挂器

在处理抽油机井毛辫子断、杆断等事故中，需用钢丝绳套，通常是钢丝绳中间挂在悬绳器上，两端挂在方卡子螺丝帽上，这样存在3种隐患：（1）上部钢丝绳滑向一侧，别弯，抽油杆同时使钢丝绳变形或被挤出悬绳器，发生危险。（2）悬绳器易横翻，使毛辫子变形，损伤。（3）下部钢丝绳不容易挂在方卡子螺丝上，或易脱出，造成危险。为此，制作了悬挂器，该悬挂器是由两部分组成的，上部是钩体，下部是绳体。     

悬挂器

在处理抽油机井毛辫子断、杆断等事故中 ,需用钢丝绳套 ,通常是钢丝绳中间挂在悬绳器上 ,两端挂在方卡子螺丝帽上。这样存在三种隐患 :①上部钢丝绳滑向一侧 ,别弯 ,抽油杆同时使钢丝绳变形或被挤出悬绳器 ,发生危险 ;②悬绳器易横翻 ,使毛辫子变形、损伤 ;③下部钢丝绳不容易挂在方卡子螺丝上 ,或易脱出 ,造成危险。为此 ,制作了悬挂器 ,它由两部分组成 ,上部是钩体 ,下部是绳体。制作方法如下 :上部用 5 0cm长 ,一头是卡箍的光杆 ,把无扣一端用气焊或其他工具使之弯成一个钩 ,作成钩体 ;下部在两个方卡子扳手手柄上 ,用气焊掏圆孔 ,把 3 …     

悬挂器

在处理抽油机井毛辫子断、杆断等事故中，需用钢丝绳套，通常是钢丝绳中间挂在悬绳器上，两端挂在方卡子螺丝帽上，这样存在3种隐患：(1)上部钢丝绳滑向一侧，别弯，抽油杆同时使钢丝绳变形或被挤出悬绳器，发生危险。(2)悬绳器易横翻，使毛辫子变形，损伤。(3)下部钢丝绳不容易挂在方卡子螺丝上，或易脱出，造成危险。为此，制作了悬挂器，该悬挂器是由两部分组成的，上部是钩体，下部是绳体。制作方法如下：上部用50厘米长、一头是卡箍的光杆，把无扣一端用气焊或其它工具使之弯成一个钩，作成钩体；     

尾管悬挂器

目前国内用于水平井油层专打悬挂筛管完井工艺,多采用固井悬挂器加管外封隔器及配套工具组合,以实现悬挂筛管和密封油套环空的目的。在施工过程中,首先将尾管悬挂器、管外封隔器、配套工具、套管和筛管丢人井内;再下胀封钻柱,进行反替泥浆、油层保护液或酸洗油层等工艺;然后,钻柱内投球憋压胀封封隔器,密封油套环空,提出胀封钻柱,即可完井。该工艺的弊端是：为方便丢手,悬挂器一般坐挂在75°的井斜范围内,重合段长,不经济;施工工艺繁琐;悬挂器无解封装置,一旦遇到特殊情况,中途坐挂,无法解封,只能磨铣。     

海上油田电脱水器排泥试验及效果分析

为了解决海上油田压力容器处理含聚原油过程中污油泥有效排放问题,提高含聚污油泥的排污效果,以渤海某油田电脱水器为例,对电脱水器底部排污流程进行优化设计,在电脱水器底部排污系统加装排泥装置,并开展了排泥装置排泥效果试验。试验表明:排污系统可实现将容器内聚合物油泥等杂质有效排出;电脱水器的清罐周期平均延长2个月;油相出口含水率平均下降2%;运行电流平均降低130 A。该技术降低了清罐可能潜在的安全风险,提高了电脱水器的脱水效率,达到了提质增效的目的。     

改进膨胀尾管悬挂器悬挂力技术研究

为提高膨胀尾管悬挂器的悬挂力和膨胀过程中膨胀锥与膨胀本体的润滑性能,对膨胀尾管悬挂器的膨胀结构进行了改进,在膨胀本体外壁镶嵌金属块提高其悬挂能力;通过在膨胀本体内表面和膨胀锥表面预涂固体润滑涂层,提高其润滑性能,降低膨胀力。膨胀尾管悬挂器膨胀试验表明:膨胀本体镶嵌单组金属块的悬挂力达到200 kN,与未镶嵌金属块相比提高了3倍;预涂固体润滑涂层后膨胀力为268 kN,与未经过润滑相比降低了21%。这表明,在膨胀本体外壁镶嵌金属块可以提高膨胀尾管悬管挂器的悬挂润滑性能,在膨胀本体内表面和膨胀锥表面预涂固体润滑涂层的方法可以改善悬挂器的润滑性能。      

封隔尾管悬挂器的研究与应用

为解决一些油田尾管固井时重叠段封固井质量无法保证的问题,研究应用了封隔尾管悬挂器,它是一种顶部带有封隔器的新型尾管悬挂器,与常规尾管悬挂器相比,具有坐挂、坐封两种功能,并在固井重叠段环空形成高效永久密封,防止油气水窜。该技术操作简单,性能可靠,有效解决了吐哈区块悬挂筛管顶部固井的难题。     

影响膨胀尾管悬挂器悬挂力的因素分析

为了提高膨胀尾管悬挂器的悬挂力,根据其悬挂机理,从膨胀尾管悬挂器本体的膨胀率、膨胀后膨胀本体的回弹、橡胶筒结构和外层套管内径偏差等方面分析了影响悬挂器悬挂力的关键因素。分析结果认为,膨胀尾管悬挂器本体的膨胀率增大时,悬挂器悬挂力增大,但本体发生膨胀变形所需要的膨胀力随之剧增;增加本体外壁橡胶筒长度能增大悬挂器悬挂力,膨胀力基本不变。建议开展回弹对膨胀尾管悬挂器悬挂力影响因素分析及相应对策研究,同时进行金属接触与橡胶条件下悬挂器悬挂力与密封问题的研究。     

深井尾管悬挂器强度分析及悬挂载荷计算

尾管悬挂器是深井、超深井和侧钻井重要的完井井下工具,同其他井下工具相比,要求更安全可靠。研究了尾管悬挂器坐挂后卡瓦与套管的接触力学行为,推导了悬挂器卡瓦和外层套管的强度校核数学公式,提出了卡瓦优化设计方法,计算了深井中尾管悬挂器的额定悬挂载荷。可为尾管悬挂器的优化设计和油田选择使用提供参考。     

可旋转膨胀尾管悬挂器性能研究及现场试验

可旋转膨胀尾管悬挂器结构复杂,施工工艺不同于常规悬挂器,现场试验难度大。为解决该问题,分析了φ177.8 mm×φ139.7 mm可旋转膨胀尾管悬挂器及各关键部件的结构和工作原理,根据整机地面膨胀试验、悬挂性能测试、模拟入井试验等试验结果,确定了悬挂性能参数、膨胀性能参数和施工参数,并制定了现场施工工艺。可旋转膨胀尾管悬挂器在GSS-036LR井进行了现场试验,成功完成固井作业,膨胀压力小于20 MPa,膨胀施工作业排量小于0.2 m3/min。研究表明,研制的可旋转膨胀尾管悬挂器能够实现旋转、膨胀坐挂和丢手功能,施工工艺可满足现场施工需求。      

多功能尾管悬挂器关键技术研究

随着深井、超深井、水平井、高温高压井等复杂井越来越多,固井施工的难度越来越大,常规尾管固井工具及工艺难以满足现场需求。为解决复杂井况下的固井技术难题,研制了新型多功能尾管悬挂器,设计了旋转机构、坐挂机构、液压丢手、顶部封隔等多个功能模块,并采用有限元方法对关键部件进行仿真分析,优化了各功能模块的结构和参数。计算和地面试验证明,各功能模块的性能、功能及技术参数符合设计要求。多功能尾管悬挂器在涠洲 WZ6-12-A3S 井进行了现场试验,结果表明,该尾管悬挂器对现场复杂井况具有较强的适应能力和可靠性。      

套管悬挂器打捞工艺技术的研究与应用

随着油田开发时间的延长，井下事故及套损井增多，势必破坏正常的注采井网，不利于油田的长期有效发展，为了完善区块的注采井网，夯实稳产基础，大修换井底、侧钻工艺技术在油田开发中得到了有效应用，这样的四寸套管悬挂井在生产作业施工中同样会出现各种事故，处理起来比常规51／2”内有很大难度，而四寸套管悬挂器处的落物更难处理，该厂在濮2－侧538井施工中采用了捞取四寸套管悬挂器上半部的新工艺方法，可以推广应用，为今后同类井的施工提供了依据。     

分段压裂专用悬挂器关键技术研究与应用

近年来,国外各石油工具公司相继开发了专用于水平井多级滑套分段压裂作业的尾管悬挂器,并进行了大规模的现场推广应用。结合水平井多级滑套分段压裂作业的工艺需求,对其专用悬挂器进行了分析,介绍了双向锚定技术、高压封隔技术、旋转送入技术及插入锁紧技术等4项关键技术,对悬挂器卡瓦、封隔器胶筒技术和坐封技术、液压丢手机构及回插装置等进行了深入讨论。在此基础上开发了用于水平井多级滑套分段压裂作业的专用悬挂器,并在红河油田进行了4口井的现场应用,取得了良好的应用效果。最后对分段压裂专用悬挂器的功能完善和技术改进提出了建议。