我国固井设备开发的现状及可持续发展

历经二十多年,我国固井设备制造已从初期的仿制发展到关键技术引进、自主创新开发,并与国际水平同步。设计、制造和控制新技术的研究应用,提高了大型固井设备的配套能力,大排量、高压力的多台固井设备协同作业成为现实。本文对我国固井设备的研发现状进行了分析,提出了我国固井设备今后的研发目标和开发方向。     

一种新型固井水泥车及其固井作业操作要求

SJX5230TSN型固井水泥车是一种计算机自动控制混浆的新型固井设备。重点介绍了该固井水泥车的结构组成和主要特点。对其固井作业操作提出了要求,包括：固井作业前的准备及注意事项;如何向井口泵送液体;固井作业操作注意事项;固井作业完成后对设备的清洗。     

海上拖轮固井作业模式探索与实践

拖轮固井作业模式是近几年来在我国海上石油钻采作业过程中不断摸索、总结并发展起来的一种特殊的固井作业模式,已逐步成为我国海上采油平台固井作业、修井机钻井作业的首选固井作业模式。文中介绍了海上拖轮固井作业模式的主要技术特点,包括设备配置、管汇布置、现场作业安全控制要点,以及现场应用经验。     

固井混浆设备工艺技术发展趋势

固井混浆设备是固井施工作业中的关键设备,它整体技术的先进性、性能参数优化、结构布局合理、操作方便快捷、混浆能高效等优点是实现固井工程方案优化设计的前提,是安全施工的保障。一套混配能效高的全自动智能化控制混浆设备,能很好满足特殊工艺井、重难点井施工的需求,也是固井混浆设备目前需要急切解决的技术课题。为此,对几种典型混浆设备优缺点进行了分析对比,综合分析了目前固井混浆设备中存在的应用缺陷,进而从结构设计、工作性能、操作控制等方面对今后混浆设备的工艺结构及技术发展进行了可行性探讨,为固井混浆设备工艺技术优化提供了一定的理论依据。     

固井井口装置智能化技术探索

随着油气勘探开发不断向深井、超深井以及深水领域迈进,固井作业面临着施工压力高、作业危险大以及劳动强度高等实际安全隐患问题,因此,采用自动化和智能化技术手段实现传统固井作业及工具设备的远程智能操控的需求日趋显现。从传统固井作业井口装置出发,结合现场实际需求开展了井口自动注水泥器、井下工具在线检测系统以及上扣扭矩检测系统的研究,初步实现了固井井口装置部分功能智能化。原理样机的测试结果证明,所研制的系统样机达到了一定的自动化和智能化程度,可为后续固井井口装置及作业流程全面实现自动化、智能化以及相关设备的研制提供技术参考。     

石油固井机械设备维护方法探究

在石油开采作业中，固井是比较关键的作业过程和作业手段，其中所用各类固井机械设备是开展固井工作的重要物质基础，直接决定着石油开采进度和效益。但是由于对固井设备的维护与保养不足，制约着石油开采效率和开采量。因此，应研究此类设备的维护与保养现状，制定相应的对策。     

GJT25-09型煤层气专用固井半挂车研制

煤层气勘探开发井的钻井深度浅、固井作业压力低、水泥浆用量少,使用常规固井设备时操作复杂、经济性不高。采用一体化结构设计,实现固井车的混浆单元、泵送单元、供灰单元、供气单元的集成设计。利用“双泵合流-双马达串/并联切换”技术,实现设备全液压驱动,开发了煤层气专用固井半挂车,并介绍了该车的技术参数、技术与结构特点、测试应用情况。可对煤层气固井作业起到较好的降本增效作用,对煤层气的大力开发提供支持。     

固井质量中水泥浆性能对顶替效率影响的应用探索

针对固井质量中水泥浆性能对顶替效率的影响问题,因此,开展水泥浆性能对顶替效率的影响因素分析,在此基础上,从水泥浆性能的角度出发提出提高顶替效率的措施,为全面提高油气田开发作业固井质量奠定基础。研究表明：水泥浆配方、搅拌质量和时间、温度和环境、固化时间控制、流变性能、井眼准备和清洗以及固井工艺及设备等因素都将会对顶替效率产生重要影响,因此,需要针对影响顶替效率的因素采取有效的措施,进而全面提高固井作业过程中的顶替效率。     

SGJ1000-21型固井车的研制

SGJ1000-21型固井车主要用于页岩气固井作业。该设备以进口载重越野车底盘为载体,集成了动力系统、QPE1000型柱塞泵、液压系统、气路系统、自动控制系统、高压管汇、低压管汇、柱塞泵润滑系统和混浆系统等。整机配备大功率QPE1000柱塞泵,大幅提升整机性能,能够实现单机独立完成大排量、高压力的固井作业。该固井车自动控制程度高,集成自动清洗等功能,能够有效地降低操作人员的劳动强度,提升了安全性。现场试验结果表明,整机性能明显优于目前的常规固井装备,能较好地满足页岩气固井作业大排量、高压力的要求。     

基于AnyCem?系统的自动化固井技术研究与应用

为解决我国固井软件高度依赖进口、固井装备自动化水平低和固井信息管理能力不足等问题,研究了多装备协同控制方法、全工艺流程自动监控方法,研制了自动监控固井重大装备,开发了多功能、一体化的AnyCem?固井平台系统,形成了新型自动化固井技术,实现了全流程自动化固井。该技术在辽河油田、长庆油田、西南油气田和华北油田等油气田应用85井次,施工参数监控准确率100%,水泥浆密度控制精度0.01 kg/L,水泥头倒闸阀、开挡销时间小于2 s,固井作业精准度整体提升80%以上。研究应用表明,基于AnyCem?系统的自动化固井技术通过软硬件一体化交互,实现了固井复杂情况可预知、过程可控制和质量可保障,提升了固井设计的科学性和作业的精准性,可高效支撑复杂深层及非常规油气资源的勘探开发。      

固井附属设备混合水柜安全设施推荐做法

附属设备混合水柜作为成套固井设备的关键设备之一,应用于海上平台和陆地固井作业,主要负责配备固井作业混合水,利用率、周转率高。混合水柜的加料作业在设备的顶部,考虑人员安全,需要安装安全防护栏。搅拌器电机也在顶部,考虑设备和人员安全,需要安装防护罩。设备冬季作业,设备防冻还需要配备管线及离心泵的电伴热保温。一系列的安全设施的建设还要考虑设备的操作和运输,本文简单介绍了个人在实际工作中的安全设备建设情况,推荐下设备安全设施的合理做法。     

精细动态控压固井技术在顺南区块的应用研究

塔中顺南区块存在油气活跃、后效严重、压力窗口窄、井深、井底温度高、地层承压能力低等固井技术难点。为了解决顺南区块固井作业存在的问题,开展了精细动态控压固井技术现场实践,顺利完成了该区固井作业。该技术通过有效控制井口、井底压力,防止井漏、溢流的发生,在保证施工安全的同时提高了固井质量。目前已在顺南6井、顺南7井成功应用,效果显著。该技术对压力敏感性地层固井有推广应用前景。      

单机单泵固井水泥车混浆测控系统研究

单机单泵固井水泥车是固井成套设备中的关键设备,可完成自制水泥浆、注水泥、替泥浆等工作。我公司根据固井作业要求研发了一套单机单泵固井水泥车混浆测控系统,该系统采用西门子S7-1200控制器,可对泥浆泵的密度、压力、排量和清水流量进行实时监测和显示,实现自动超压保护及数据保存功能,保证作业质量和设备安全。     

整体固井控制系统

泡沫固井工艺要求安装混合、泵送、液体添加和充氧等设备 ,需要 4～ 8人操作。美国Ｈａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ公司将上述所用设备装在一起 ,组成计算机化的整体固井控制系统 ,只需 1人操作。系统能对远程监测实行遥控 ,极大地增加近海固井作业的安全和效率。系统所用主要设备如下。☆固井设备　该设备装在橇座上 ,配有循环水泥搅拌机和自动密度控制系统 ,前者可快速搅拌高密度或触变性的水泥浆。此外 ,还配有连续计量系统 ,可在搅拌和泵送过程中通过添加剂罐极为准确地将添加剂加入水泥浆 ,尤其适用于泡沫固井作业。注入设备可连续计量不同数量…     

精细动态控压固井技术在顺南区块的应用

塔中顺南区块存在油气活跃、后效严重、压力窗口窄、井深、井底温度高、地层承压能力低等固井技术难点。为了解决顺南区块固井作业存在的问题,开展了精细动态控压固井技术现场实践,顺利完成了该区固井作业。该技术通过有效控制井口、井底压力,防止井漏、溢流的发生,在保证施工安全的同时提高了固井质量。目前已在顺南6井、顺南7井成功应用,效果显著。该技术对压力敏感性地层固井有推广应用前景。     

90年代新兴的几种固井技术

综述了国内外＂短候凝＂水泥浆固井、多功能钻井液、浅层气及煤层气固井、新型泡沫水泥浆固井、小眼井及小间隙固井、注水泥设计与作业评价系统、油井水泥外加剂等七个方面技术现状和发展趋势，并简要介绍了国外９０年代国井施工设备的发展情况和ＲＣＭ－Ⅱ型混配系统的主要特色。     

提高复杂井固井质量的关键因素探讨

阐述了当前国内复杂井工程地质特征及固井失效的基本类型,从系统工程角度归纳了影响复杂井固井质量的主、客观因素,钻井液性能对固井质量的潜在影响和水泥浆性能设计容易产生的主要缺陷问题.在此基础上,根据注水泥作业的系统组成,质量控制涉及的硬、软件子系统,固井工程系统约束、管理与技术集成要求等,全面探讨了提高复杂井固井质量的控制要素,提出了复杂井科学注水泥的基本要求和当前提高复杂井固井质量应研究的关键问题.     

Tesco旋转套管固井工艺和应用评价

旋转套管固井是钻完井作业中提高套管固井质量最有效的手段之一。介绍了Tesco顶驱旋转套管固井工艺以及地面配套设备和井下套管固井附件; 描述了Tesco旋转套管固井工艺在现场的施工。对采取常规固井方式的井和采取Tesco旋转套管固井工艺的井进行了固井质量的评估和对比,与常规固井工艺相比,旋转套管固井工艺在定向井和水平井中具有提高固井质量的优势。建议我国加快技术研发,尽快掌握旋转套管固井技术,提高固井质量。     

渤海D油田WHPA平台大位移水平井钻修机钻井作业实践

应用钻修机在渤海D油田WHPA平台完成了3口大位移水平井作业,这是渤海钻井史上的一次新的技术突破。文中主要分析了渤海D油田WHPA平台钻修机设备能力不足及大位移水平井摩阻高、井眼清洁难、井眼轨迹控制难、下套管固井难等施工难点,总结了钻井作业中所采取的使用设备优化、井眼轨迹控制、井眼清洁、钻井液优选、固井方式选择等技术措施。本文成果可为今后其他油田应用钻修机进行大位移水平井施工提供借鉴经验。     

新型海上固井批量混浆橇的研制

为了满足石油固井作业对固井设备提出的更高要求, 研制了JCMS210—03型批量混浆橇。该混浆橇采用模块化设计, 集合了许多当今成熟的技术和产品, 同时进行了许多技术创新。采用喷射混合器、搅拌器和再循环离心泵 3种混合方式, 确保系统具有很好的混浆效果; 采用分体式设计,可迅速拆分和组装, 方便于吊装及运输; 采用闭式液压系统, 减少散热量的同时减小了油箱容积;采用变量控制方式更能满足各种工况需要。试验表明该批混橇性能可靠, 功能实用, 操作简捷, 吊装运输方便, 适用于海洋和陆地油田, 是石油固井作业的必要设备。