高温高压井下工具试验系统的研制与应用

针对现有井下工具测试系统存在功能单一、操作复杂、运行能耗高以及检测范围窄等问题,结合川渝气田井下工具应用环境特点和性能测试需求,研制了DTTS-200-140高温高压井下工具试验系统。该试验系统具备在压力140 MPa、温度200℃、拉压载荷300 kN和扭矩载荷10 kN·m条件下开展井下工具性能测试的能力。试验井筒采用悬挂内衬套方式并利用压环快装结构和组合式密封替代螺纹连接,提高了系统密封可靠性,采用智能温控技术在保证热效率的同时最大程度地实现了节能降耗,配置液压式自动锚定装置提升了力加载试验机的稳定性和安全性。利用试验系统开展了可钻式复合桥塞和延迟开启式套管趾端滑套性能试验,获取了复合桥塞坐封力和套管趾端滑套开启压力值等关键数据。试验结果表明,复合桥塞坐封及密封性能符合设计要求,滑套的延迟时间和开启压力值与设计相符合,充分检验了试验系统性能的可靠性。该系统的研制成功为井下工具入井前的性能检测和质量评估提供了技术支撑。     

深井、超深井高温高压井下工具研究

针对井下工具和工艺管柱在深井超深井中高温、高压等特殊环境下各种生产措施的运用，并对井下工具和工艺管柱在各种特殊生产措施中提出的一些特殊要求展开专项研究。主要从压裂酸化、分层注水、机械卡堵水等方面对井下工具和工艺管柱进行研究，并对江汉油田分公司采油工艺研究院所在深井、超深井高温高压井下工具进行了论述和介绍，有利于指导油气田的现场施工，具有一定的实际意义。     

国内高温高压井下工具试验装置发展现状综述

石油压裂酸化改造离不开国内井下工具的发展,而井下工具的发展离不开井下工具试验装置的发展及应用.只有先进的检测手段,才能够对工具性能进行准确、全面的测试.本文旨在对井下工具检测系统及装置在国内外近年来的发展进行总结论述,并希望对未来的发展研究方向提出有根据的预测.     

井下工具自动清洗装置

井下工具自动清洗装置可用于清洗油田生产用的各类井下工具 ,具有自动化程度高、清洗工艺简单、无环境污染等特点。     

高温高压热模拟装置的研制

高温高压热模拟装置是用于有机质生、排烃机理研究的专用仪器.由于目前国内外模拟装置不能满足有机质在高温高压下实验需求,为此研制了温度达600℃、压力为40MPa的模拟装置.该装置设计了两种规格、两种型式的高压釜,使用了动密封和静密封两种密封形式,解决了高温高压下釜的密封难题.在国内首次研制出无螺栓快速拆卸式高温高压反应釜.装置采用了中频感应加热技术,使样品加热温度更均匀、更精确(温差＜±5℃),同时增大了恒温区、缩短了预热时间;实现了100t液压机压力调控精度为±0.2MPa下恒压长达100h.实验全过程全微机控制与监测,产物接收系统实现自动计量,消除了人为误差.     

封隔器高温高压性能测试装置的研制

为了验证井下封隔器的性能,设计了封隔器高温高压性能测试装置。该装置利用试验台的旋转式门架,能为各个井筒内的封隔器提供上提和下压动作,而加压系统和加热系统可以有效模拟井下的高温高压环境,通过切换回路为各个井筒提供最大100 MPa的压力和最高200℃的温度,压力和温度控制精度分别为±0.5 MPa和±1℃。其测控系统采用上位机和下位机二级主从式控制方案,并且包含手动、半自动和自动3种工作模式。压力试验及密封性能等试验结果表明,该测试装置满足使用要求。     

水平井井下工具模拟试验装置的研制

根据油田对井下工具的试验检测需要,研制了水平井井下工具模拟试验装置。装置主要由模拟试验台、水压系统、液压系统和数据采集与控制系统组成。试验台可以提供300kN的载荷输出,水压系统设计指标为30MPa。液压系统采用变量泵和比例溢流阀控制压力和流量,数据采集与控制系统由工控机与PLC联合,可实现对拉力、液压力、水压力和油温的实时采集,以及对比例溢流阀的连续控制。性能试验和应用试验表明,该模拟试验装置能满足井下工具拉压力检测和水压试验的要求。     

SHY—400型高温高压流动实验装置的研制与工艺试验

实验装置由压力、控制、监测和显示系统组成,最高模拟压力40MPa、岩心围压45MPa、地层压力15MPa、地层温度150℃。文中对设计原理流变模式及设计计算等进行了介绍,还对主要特点、适用性和现场综合试验等进行了分析。     

裸眼分段工具高温高压性能稳定性评价实验

针对现有的井下工具测试系统不能模拟高温高压泥浆条件下工具稳定性测试的问题,研制了高温高压井下工具性能稳定性评价装置。该装置具备温度200℃、压力105 MPa,在多种流体介质中开展工具性能测试的能力。利用该装置,模拟井下工具在油基泥浆里的下入过程,设计开展了胶筒在油基泥浆中的高温高压老化腐蚀和分段工具的密封稳定性两个实验。结果显示胶筒在高温高压下发生膨胀,但整体膨胀的尺寸相对较小,不影响工具下入;实验后胶皮表面光滑、无开裂无鼓包;分段工具保压10 d,无压降。经XX001-H6井裸眼多段酸化施工应用,温度176℃,压力97.32 MPa,封隔器密封可靠、滑套性能稳定。本实验方案的顺利实施为高温高压工具稳定性实验提供了新的技术思路。     

井下套管阀永久锁定工具的研制

为了解决井下套管阀出现故障后不能正常打开的问题,研制了井下套管阀永久锁定工具。该工具采用锁定块双台阶结构设计,可实现与套管阀锁定单元的精确配合。同时,在扶正块的配合下,锁定块可顺利装入套管内到达套管阀锁定单元,确保不会卡在套管接箍的窄槽内。双台阶结构的键槽配合结构紧凑,可确保实现精确锁定。室内及现场试验表明,该工具完全可打开套管阀并对其进行永久锁定,满足现场施工要求。     

井下有缆高速传输穿越防喷器工具研制

井下压力温度数据的有效采集是测试的核心目标之一,为了保证数据有效采集,提高现场时效性,有缆或无线全井筒数据传输系统,已经逐步在现场展开应用。研究发现,根据现场工况就需要研制井口电缆穿越放喷的工具,该工具具备不影响放喷器闸板关闭的同时,能够完成电缆穿越及剪切功能。     

高温高压电磁式井下漏层位置测量仪的研制及应用

针对钻井行业发展的需要，研制出了一套高温高压漏层位置测量仪，该仪器具有量程大，测量精度高，操作方便等一系列优点，可用于深井，超深井钻井作业中漏层位置测定及油田分层注水流量的测定，仪器配套软件能完成测量数据自动处理。     

新型水平井固井下套管牵引工具的研制

水平油气井尤其是大位移水平油气井固井时套管下入困难,单纯依靠垂直井段套管的自重难以下入套管至预定位置。在分析总结已有资料及相关经验的基础上,针对现有下套管工具压迫式驱动套管下入传统方法的缺陷及结构的局限性,研制了一种能促使套管在水平井段顺利前行的新型工具。其工作原理为:在下套管固井作业中,它连接于下入套管的最前端,首先对套管内的低密度钻井液加压,促使活塞右行,当活塞停止前进时,增大加在低密度钻井液上的压力,以克服作用于球阀上的弹簧预紧力而推开球阀,低密度钻井液进入卡盘,推动卡齿伸出、卡紧井壁,而后卸去作用在低密度钻井液上的压力,由高、低密度钻井液之间的压力差在套管前端产生牵引力,牵引套管前行直至预定深度。该工具结构简单、易于操作,只需控制地面钻井液泵泵压的大小即可,解决了水平井套管下入难的问题。     

海上热采隔热型井下工具的研制

目前海上热采井应用的井下工具不具有隔热功能,在热采井注热流体时管柱多处存在热损失点,这在一定程度上降低了隔热管柱的整体隔热性能。为此,研制了隔热型井下工具(热补偿器、隔热型扶正器和隔热型接箍)。热补偿器主体和接头均采用隔热结构设计,确保隔热性能,主体材料选用耐腐蚀不锈钢材料并经过处理,在满足防腐蚀性能的同时又满足强度要求;隔热型扶正器采用多组扶正块均匀排列方式,保证扶正块在圆周方向上均匀受力,保证管柱居中。隔热效果检测和现场应用结果表明,海上热采隔热型井下工具的隔热性能等级达到C级以上,应用成功率达100%,提高了整体管柱的隔热性能。     

井下工具新进展

介绍了目前世界上最新的井下工具 ,重点说明地层隔离阀、井下工作阀、跨式酸压施工工具在射孔、完井、欠平衡钻井及多分支井中发挥的作用 ,详细说明了使用后达到的效果。     

井下仪器、井下工具传输技术

正大斜度井或水平井井下仪器、井下工具传输方法可分为2种基本类型:电缆传输和钻杆传输。这2种传输类型还可组合成混合传输方法。电缆传输方法包括电缆重力传输、井下爬行器、泵送传输和钢丝传输;钻杆传输方法包括随钻测井和钻杆无线测井;电缆钻杆结合的传输方法包括连续油管传输和钻杆电缆组合传输。最近开发了有线钻杆传输技术。该技术将电     

井下油,水分离装置的研制

工程前沿研究中心（C-FER）进行的一项可行性研究和随后设计的样机装置，旨在提高经济效益和提高普通油藏及量质油藏的采收率，该项研究促进了油。水分离系统的发展。这个系统的基本理论及促进其发展的动力是基于这样一些想法和技术，即以降低处理产出液的成本和从开发中、后期的高水油出油藏中回注水为目标。这个系统目前尚处于样机设计阶段，有待于现场约检验。井下油、水分离系统大大地减少了以往必须举升到地面上水的体积，所以在能源和设备成本节约方面有着非常大的优势、在大多数情况下，降低成本就意味着提高收益，例如，它可以恢复或提高受目前举升系统或地面装置的限制而被迫关闭或限产的油井的产量，这种分离系统还有着其它潜在的优势，包括减少大量水排放所造成的环境污染或净水层的污染。应从这套井下油、水分离子统最主要的要求就是在生产井周围要有一个适合的水处理区域。     

井下步进液压增力解卡装置的研制

在井下施工过程中，由于出砂、结垢、油管腐蚀、套管变形等经常引起卡油管现象，致使油管提不出来。在地面向油管内加压，并作用于步进液压增力解卡装置，可增加鱼硕上提力，辅助解卡打捞，实现使用小修井架进行大力解卡打捞施工作业。     

井下螺杆马达双向振动固井工具的研制

在固井过程中,为了使不同体系下的水泥浆产生最有效的振动,研制了井下螺杆马达双向振动固井工具。该工具安装在管柱的底端,不会改变常规固井工艺。通过调整结构参数改变振动量级和振动频率,使水泥浆产生横向振动和轴向振动;通过结构设计和力学分析,得出了该工具横向振动频率和激振力公式。通过流体力学分析,得出了该工具轴向振动频率和水击压力公式。对该工具进行了水击力变化测试试验,测试结果表明:当入口流量为30 L/s时,水击力波动的幅值为0.5 MPa左右,满足设计要求。所得结果为该工具后续的结构参数调整和优化设计提供了理论指导。     

破碎地层高温高压密闭取心工具的研制及现场应用

现役密闭取心工具虽能满足常规井的密闭取心作业,但在破碎地层、高温高压井进行密闭取心时易
出现堵心、磨心、工具拆卸安全风险大等问题。针对以上问题,川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院设计了一种
破碎地层高温高压密闭取心工具,该工具针对现役密闭取心工具现场使用中出现的问题,在现役密闭取心工具的
基础上对密闭液、密封活塞、岩心爪组合件、平衡活塞等进行了改进,解决了现役密闭取心工具无法在破碎地层和
高温高压井进行密闭取心作业的问题。通过现场应用表明,该工具结构合理、使用安全可靠,密闭取心成功率、岩
心收获率和密闭率都大幅度提高。