LG380/60连续管作业机的研制

针对国内油田复杂的作业环境及实际作业需求,在成功研制的LG230连续管作业机的基础上,开发了LG380/60大直径连续管作业机。该作业机主要包括可升降操作室、可升降油管滚筒、软管滚筒工作组、井口防喷装置、大提升力注入头以及动力鹅颈管等部件。该作业机底盘采用变截面大梁结构,油管滚筒能够下沉安装,满足滚筒大容量的要求;液压系统组成简单、可靠性高,提高了注入头与油管滚筒联动性;自动控制系统具有CAN通信和人机交互功能。同时,还配备井口防碰装置,降低作业风险。整机提升能力强,适应管径大,滚筒容量大,移运性能好,适应性广。现场作业情况表明:该设备低速档最大速度达到25 m/min,下井深度3 134 m,整套设备运转正常,各指标与设计值相符。     

SLG450/73拖挂连续油管作业机的研制

为满足大管径、大容量连续油管承载及运输要求,根据国内外油田用户的实际作业需求及特殊地域和环境特点,研发了SLG450/73大管径拖挂式连续油管作业设备。重点介绍了该装备的大吨位注入头、高效换装油管滚筒、动力装置与牵引车集成、注入头及鹅颈管整体举升以及液压控制系统的技术特点。该作业机注入头额定提升能力450 kN,适应连续油管直径50.8～73.0 mm,整体装备成本低,移运性能良好,操作维护简便,即将进行产品试制和油田现场工业试验。     

国外连续油管作业机的最新进展

随着连续油管应用领域的不断拓展,连续油管正朝着管径更大、长度更长的方向发展,这就要求连续油管作业机能够适应大尺寸连续油管作业的要求。为此进行了一系列改进研究,包括采用升降式滚筒设计、采用四驱式连续油管注入头、采用控制更为先进的电气化控制室和更为先进的连续油管对接技术。介绍了这些关键部份的功能和最新研究进展。     

连续油管内穿电缆测井工艺在水平井中的应用

水平井测井是对水平井实施动态监测、储层评价及套损检测的重要手段,是水平井持续高效开发的一项主要工作。为了解决水平井测井时仪器输送难的问题,开发了以连续油管为工具的测井输送技术。技术的关键是将测试电缆穿入连续油管内,测井时将测试仪与连续油管末端内的电缆相连后接于连续油管上,连续油管将测试仪输送至水平井待测试井段的底端,以一定的测速上提连续油管完成不同井况水平井的测井。利用该工艺及配套技术,完成了江苏油田3 500 m连续油管的内穿电缆及H88P3井的PNN测井找水,完成了涪陵页岩气田5 000 m连续油管内的内穿电缆及JY9HF井的井下成像测井找漏。     

电泵电缆滚筒拖车的使用

目前,电泵油井作业施工中,电泵电缆的收、送以及缠绕存在着以下几个缺点:一是收送成本高,每作业一口井需要4台次吊卡车;二是占用施工人员多,卷动电缆滚筒缠绕电缆需要3～5人;三是施工人员劳动强度大,重达3t的电缆在滚筒上缠绕时,起动力矩达1000N·m;四是效率低,人工卷动滚筒的速度跟不上电缆起升下放的速度,造成误工并容易拉伤电缆;五是存在不安全隐患,施工人员距离滚筒太近,特别是在随钻下放电缆时,由于下放油管的速度快而容易拉翻滚筒;六是无法控制电缆下放速度。为此,根据修井机滚筒的工作特点及井场动力源的取用方便性,从修井机上…     

连续油管作业机常见故障分析及解决方法

随着连续油管技术的发展,连续油管作业机在油田的应用也越来越广泛。主要对连续油管作业机注入头、滚筒及吊车等部位发生的故障进行了分析,重点分析了注入头下部连续油管弯曲或折断、注入头打滑、注入头起下作业时发生异响以及连续油管从滚筒和注入头之间折断等故障的原因,并对所有常见故障提出了具体的解决方法和预防措施。     

连续油管管内摩擦压降计算模型与敏感性分析

连续油管压裂作业过程中,压裂液除了在连续油管井下直管段流动,同时也会流入缠绕在滚筒上的那部分连续管,螺旋段的流动非常复杂,现有模型的计算结果与工程实际有一定的差距,基于流体力学基本原理,结合直管段摩擦因数公式和螺旋段几何特征,给出了连续油管螺旋段摩擦因数的一般关系式,最后经理论推导建立了完整的连续油管压裂作业管内压降的计算模型。分析了连续油管管径、滚筒直径、排量、黏度和流性指数等参数对管内压降的影响规律。结果表明:该模型的计算结果精度较高;相同条件下,螺旋段的压降总是大于直管段的压降;连续油管管径对压降的影响最大,管径增大近1倍,压降却减小了13倍,而滚筒直径对压降的影响最小,选择不同的滚筒直径,压降几乎未发生变化。     

我国连续管钻井技术的十年攻关与实践

我国连续管作业技术与装备的深入研究、快速突破及规模应用,为连续管钻井技术的攻关与实践奠定了基础。依托"十二五"和"十三五"国家科技重大专项,攻克了整机多维状态特征空间与要素重构、整机动力控制系统、重载底盘装载与移运、连续管注入提升与夹持、大容量动力信息滚筒、注入头安装装置和方法、连续管穿电缆装置和方法、多参数模拟试验系统和方法、电液控定向工具等关键技术和部件,成功研制了LZ580-73T和LZ900/73-3500两种结构型式和用途的连续管钻机;研究配套了连续管侧钻无电缆和有电缆两种BHA,探索形成了连续管侧钻工艺技术。现场试验与应用了12口井,单井最大进尺802 m,最大水平位移414. 50 m,最长工具串达123. 99 m。试验结果提升了业内对连续管钻井技术难度、特征、适应性和局限性等认识的全面性和客观性。     

电缆密封装置的研制与应用

在重大实验项目或重点项目中,对井下的数据分析是必不可少的一个环节,同时对实验的指导意义也极为重要。因此,在开展试验井井下放置常置式温度、压力测试技术,而井口电缆密封装置则是实现电缆安全、可靠穿出井口必须关键设备。目前电缆穿越井口有从井口大四通油管挂上部和油管挂下部(大四通侧面)两种方法,通常铠装电缆采用从油管挂下部和套管相连的四通一翼把电缆穿出,不需要对井口大四通和油管挂结构进行任何修改,在常规气井中应用较为广泛。针对这一需求研制了火驱注气井口电缆密封装置。     

LGC230型连续油管作业车研制

进口连续油管作业设备价格昂贵,配件服务跟不上,不能满足国内油田作业需求。为缓解目前国内设备少和作业需求多的矛盾,提高我国连续油管工艺水平,研制了LGC230型连续油管作业车。该作业车为车载式结构,采用主辅车布置方式,配备大提升力注入头、大容量油管滚筒、数据采集系统及油管井口防碰装置。具有移运性能好、提升下入能力大、油管容量大、作业井深深、操作集中方便、防喷能力强、作业安全可靠等优点。现场应用表明,该设备能满足江汉油田和周边中、深井连续油管作业要求。     

φ60.3mm连续管导入装置的研制与应用

针对连续管作业机相关配套工具不齐全,仅靠人力难以将直径50.8 mm以上的大管径连续管导入注入头等问题,研制了φ60.3 mm连续管导入装置。该装置主要由串联于牵引钢丝绳上的卡瓦式连接头、锁紧套、浮动套和导引头等组成,主体与连续管的等径匹配,使得导入装置不需借助外部动力,即可将连续管顺利导入注入头。现场10余次的应用表明,φ60.3 mm连续管导入装置使导入时间从过去的2 h缩短到40 min,操作人员从过去的5人减少到2人。     

新型国产连续管持续研发应用探讨

为满足复杂油气井的作业需求,打破国外对连续管的技术垄断,总结了国内已有连续管产品的研究现状,并通过分析国内油田需求状况,探讨了新型连续管未来的发展方向。指出深井、超深井以及复杂水平井作业由于其特殊的地质条件,其使用的连续管研究方向为高强度连续管和耐腐蚀管。同时,探讨了连续管与电缆结合成连续管缆的研究与应用方向,并分析了同心连续管的应用前景。     

深海脐带缆内套钢管对接环焊缝的X射线平板数字成像检测

针对深海脐带缆内套盘卷直径小、生产节奏快及检测量大等特点,研制了X射线平板数字实时成像检测系统,介绍了该系统的主要组成机构及其工作原理,包括行走机构、铅房、控制系统的设计和工作过程。将该系统应用于直径8～50.8 mm、壁厚0.5～3 mm的深海脐带缆双相不锈钢管盘管生产中,生产应用结果表明:所研制的X射线平板数字成像系统,完全能满足生产线实时检测的需要,可有效地控制钢管对接焊缝的质量。     

水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置

为解决水平井注蒸汽测试中高温高压下动密封和连续管注入头超温问题,成功研制了水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置。该装置采用二级密封及长密封段自密封方式,采用耐高温氟橡胶、碳纤维及钢垫的组合形式做密封件,采用耐350℃高温导热油自动控制加压密封件,采用水循环冷却管给连续管、密封系统降温,可确保起下时注入头不超温和施工安全。在测试起下过程中,2口水平井井口注汽压力均在13 MPa以上,井口防喷密封装置未发生蒸汽泄漏,注入头处温度低于120℃,完全可以满足高温高压下用连续管测试施工要求。     

垂直井段连续管屈曲锁死的判定与预防

为了防止连续管在井下作业过程中的屈曲锁死甚至损坏现象,建立了一个判断连续管锁死的临界准则,以指导连续管注入操作,保护连续管。通过对垂直井段连续管屈曲的理论分析和试验研究,连续管屈曲后,连续管与井壁接触力随轴向力的平方增加,如进一步增加注入力,可能很快发生锁死现象。因此得出评价连续管锁死的临界准则,即根据注入头载荷为零判别或根据输出力和注入力的增加比例进行判别。同时,结合现场实际施工垂直井屈曲锁死后断裂的案例,验证了判据的准确性,并提出了避免或减小连续管屈曲锁死的措施。     

连续油管疲劳寿命模型与试验机的发展概述

随着连续油管应用范围的扩展,以及连续油管制造技术和焊缝热处理技术的改进,不断有更高钢级和更大直径的连续油管投入到三高油气田中应用,但这些新材料疲劳模型的测试数据还不完善。对连续油管弯曲低周疲劳损伤过程进行调研及国内外连续油管疲劳寿命预测模型的发展进行分析,发现国内外逐渐考虑缺陷和现场测量数据影响因素来改进疲劳寿命预测模型。疲劳寿命模型的基础数据来源于疲劳试验机的试验数据,使得连续油管疲劳试验装置得到较快的发展,并对国内外的疲劳试验机发展现状进行归纳。目前,连续油管疲劳试验机已经能模拟钻修井各种实际工况下多种载荷下的疲劳,但缺乏对连续油管进行系统和大量样品的试验。连续油管疲劳寿命预测模型具有一定指导性,但不能准确预测现场剩余寿命,还需要进一步的完善和改进疲劳预测模型。     

影响连续油管疲劳寿命的因素分析

疲劳寿命是衡量连续油管质量好坏的关键 ,分析影响连续油管疲劳寿命的因素 ,对提高连续油管寿命 ,指导其选择引进和应用管理 ,以及连续油管作业技术的推广应用都具有重要意义。通过对连续油管应力和最终拉伸强度的计算 ,建立了连续油管疲劳寿命预测模型。利用图表法分析得知 ,连续油管的疲劳寿命随内部压力的增加而急剧降低 ;外径尺寸越大的连续油管 ,疲劳寿命越低 ;其疲劳寿命随卷筒直径和导向拱弯曲半径的增大而增大 ;随连续油管材料抗拉强度的提高 ,其疲劳寿命明显增加。并据此提出建议 :( 1 )优先选用抗拉强度高的连续油管材料 ;( 2 )应尽量增大卷筒直径和导向拱的弯曲半径 ;( 3)应尽量增加大直径连续油管的壁厚 ;( 4 )在满足使用要求的前提下 ,应优先选用小直径连续油管。     

页岩气水平井连续油管带压打捞长电缆技术

为解决页岩气水平井泵送桥塞射孔联作时长电缆落井不易打捞的问题,研究了连续油管带压打捞长电缆技术。采用CCL磁性定位器探测鱼顶位置,然后下入"低速螺杆+外钩"的井下工具组合打捞落鱼,利用低速螺杆转动外钩捕获电缆,落鱼起至井口后利用电缆防喷器夹持电缆,打开井口防喷管,分段起出电缆。涪陵地区某井利用该技术成功打捞出了81.00 m长的电缆及通井工具串,取得了良好的现场应用效果。连续油管带压打捞长电缆技术解决了电缆在水平井井下位置不易精准定位、连续油管不能旋转和长电缆无法完全起至防喷管内等难点,为页岩气水平井打捞长电缆提供了一种不污染地层、安全可靠和灵活高效的方法。      

水平井生产测井配套技术及关键工具分析

在水平井生产测试中,连续油管内穿电缆并进行测井仪器输送的技术具有较大的优势。如何把测井仪器安全有效地输送到井下目的层位及满足生产测试的堵塞要求是连续油管生产测井需要解决的技术问题。分析海上油田水平井的管柱结构及生产方式,进行连续油管生产测井相应的配套技术研究,并完善了相关的井下工具配套。通过现场多次应用,该技术满足国内连续油管内穿电缆在海上油田水平井生产测试中的工艺要求。研究结果对国内水平井生产测井工艺技术的发展具有借鉴意义。