无线射频识别滑套关键技术研究

射频识别(RFID)技术具有非接触式信息传递的特点,引入RFID技术能够很好地突破现有滑套工具存在的技术瓶颈,并能大大拓展滑套工具功能。阐述了RFID驱动滑套工具的结构原理及性能特点,分析了基于RFID技术的滑套工具关键技术———井下RFID通信技术、石油井下控制系统和滑套执行单元结构。建议国内研究机构开展井下射频标签、高性能线圈、井下工具控制系统及井下机-电-液一体化微型执行单元的研制,开发基于RFID技术的可往复开关的压裂滑套工具,并拓展其应用范围。     

井下无线射频识别系统作业环境影响因素分析

以无线射频识别(RFID)技术为控制手段与井下工具进行结合,能够很好地突破现有技术瓶颈,解决压裂级数受限等诸多问题。但在实际情况下,井下环境复杂多变,多种因素都会对射频系统的稳定性造成干扰。为解决这一问题,在完成井下RFID通信系统设计的基础上,根据井下RFID系统的结构特点和工作环境,使用Ansoft Maxwell软件建立井下电磁环境有限元仿真模型,探究了各因素对RFID系统的影响程度以及变化规律。分析结果表明,井下工具金属外壳尺寸和压裂液电导率为主要影响因素。对RFID系统进行的信号接收性能试验也验证了系统能够达到所需性能指标。研究结果对于RFID系统的现场应用具有一定的指导作用。     

石油工程井下作业修井技术现状及工艺优化研究

在油气井工作负荷不断提升的背景下,需要频繁应用修井技术保证生产作业顺利开展。基于此,本文对石油工程井下作业修井技术的应用现状展开了分析,介绍了作业基本原则、工具设备和事故打捞问题,并从工艺操作、设备和管理三个方面探讨了修井技术及工艺的优化方法,为相关专业人士提供参考。     

水力喷射压裂技术在3层套管井中的应用

阐述了在目的层段存在3层套管且未射孔的油气井中实施水力喷射压裂的应用情况。根据目的井位的井身结构,优选了井下工具组合,制订了详细的水力参数及施工工艺并进行了现场施工。结果表明,喷砂射孔打开3层套管后,顺利加入43 m3支撑剂,达到了预期目的。该技术可为多层套管完井的油气井增产改造提供新的技术途径,并可为在此类特殊井身结构的油气井中开展水力喷射压裂技术提供技术支撑。     

油气井井下分层计量技术及应用

油气井井下分层计量技术是检查油气井井下产出状况的有效手段之一,本文介绍了中原油田常用的三种井下分层计量技术的计量原理、仪器指标及特点,通过多年的现场应用,该技术在识别油气井产出状况、流体性质、确定套管破损、漏失位置、检查堵水工程措施效果等方面,显示出了独特的优势,证明该技术具有科学性和实用性。     

井下压裂暂堵工具用可溶金属材料研究进展

可溶金属材料制备的井下暂堵工具在压裂施工中的应用,极大地提高了非常规油气井压裂施工效率及技术经济指标。综述了井下暂堵工具用可溶金属材料的性能要求,镁基胞状结构、铝基掺杂结构可溶合金材料的设计思路及制备工艺,介质中Cl-浓度、HCl浓度及介质温度对可溶金属材料溶解速度的影响规律。针对我国特有的高Cl-浓度、高HCl浓度及高温介质,研发溶解速度可控的可溶金属是当前井下暂堵工具材料的发展方向。     

绳索作业技术在油气田中的应用研究

绳索作业工艺技术是油气开发工艺中的一门新型技术。它由地面设备、工具串及辅助工具、井下设备三大类组成。该技术不需起下油管柱和压井就能实现井下装置或工具的投、捞、放功能。文中介绍了四川石油局钻采工艺研究所在借鉴国外技术结合四川地区油气井特征研制出的绳索式震击器和震击释放起下工具作业技术系统.在四川、胜利、新疆吐哈等油田近40口井应用获得成功,并对其工具串的组成、工作原理及使用方法等作了介绍。     

复合钢丝捞筒在小件落物打捞中的应用

在井下作业过程中,由于钻磨残物、井下工具和井口工具附件断裂、附件脱扣等原因而导致的小件落物通常情况下不能用标准打捞工具打捞出来,严重影响了油气井下一步的施工效果。为此,通过分析小件落物类型、尺寸等特点,综合考虑套铣筒、通井规、钢丝打捞工具各自优缺点,研制出了复合钢丝捞筒这种新式打捞工具,并在Y10P-1井和K19井应用。     

井下封井器技术与推广应用

产层保护是油气井钻探和开发过程中的一个重要环节.欠平衡钻井是油气层保护的手段之一.井下封井器是一种能满足全过程的欠平衡钻井要求的井下工具.新疆石油管理局钻井工艺研究院成功研制了FJQ型井下封井器,打破国外产品的垄断局面,形成自己独有的拳头产品和技术,改变了我国主要欠平衡钻井设备和工具均依赖进口的现状.本文结合该工具的工作原理、结构特点及近两年的推广应用情况对该产品和工艺进行介绍.     

基于RFID技术的井下控制系统在随钻扩眼作业中的应用

针对钻井过程中复杂的井下工况,对基于RFID（射频识别）技术的井下控制系统进行了优化设计。对RFID通讯短节及井下天线结构进行了电磁性能优化,通过试验确定了最优的天线与短节外壳内壁间距,减小了金属涡流的电磁干扰,保证了系统稳定工作;根据RFID系统数据交换时间和现场钻井液流速,优化设计天线绕线长度为300 mm,保证标签随钻井液高速流过井下天线内部时被准确读取;对RFID读取控制系统进行了软硬件优化设计,增加了自适应优化模块和信号处理模块,能够根据井下电磁环境的影响,自动调节系统工作频率,使系统工作在最佳状态,标签读取成功率100%;通过优化算法、CRC校验等方式,提高了控制信号解析的正确性。在江苏淮安顺89井成功进行了下井试验,验证了整个系统的工作可靠性和稳定性。该研究为今后基于射频识别控制技术的井下工具开发具有指导意义。     

基于无线射频识别的井下工具控制技术

针对投球式井下工具控制技术在使用过程中的不足,研究了一种指令接收与控制执行一体短节.根据电子标签在井筒低电阻率液体环境中工作时的姿态,通过试验对比各类频段的电子标签传输性能,并进行读写器天线匹配设计,以提高电子标签读写成功率.应用流体力学分析导致电子标签损坏和影响读取效率的因素,设计出了能够适应各类钻井液环境的天线匹配电路,研制了读写器电路系统和相关嵌入式程序.试验结果表明,125和134 kHz低频RFID标签的读写效果最佳,能够满足井下指令接收与控制执行一体短节的需求.研制的指令接收与控制执行一体短节,在泵送速度3 m/s条件下读取成功率为100%.研究结果表明,通过优选电子标签的工作频率和优化读写器天线的功率匹配设计完成的电子标签指令系统,可以应用于井下工具控制.      

增材制造技术在井下工具中应用及问题分析

增材制造技术是一种实现零件成型的先进制造技术,随着技术的不断发展,应用越来越广。目前,增材制造技术在石油井下工具的维修、制造过程中的应用取得了一些进展,一些典型应用,例如增材制造技术用于PDC钻头模具制造、井下工具关键零部件的激光熔覆再制造,以及井下工具金属零件的3D打印。介绍了井下工具制造过程中常用的几种增材制造技术,调研了金属零件3D打印技术的研究现状,指出增材制造技术在油气行业推广应用的制约因素。随着增材制造技术的材料及工艺体系的不断完善,增材制造技术在油气行业有着广阔的应用前景。     

高温井下测井仪热管理系统数值仿真分析

测井仪常用于勘探深层地底下的油气资源分布,面临着高温的作业环境,其内部的电子器件在高温下往往失效烧毁。因此,石油行业需要对测井仪进行热管理设计。以往研究大多通过实验的方法探究测井仪的热管理效果,难以获得影响测井仪内部电子器件温度的关键因素。文章利用数值仿真方法得到测井仪热管理系统的温度分布,与实验结果对比,仿真的最大误差不超过 ５％,说明模型比较准确。随后利用控制变量法研究相变材料质量、电子器件功率和井下环境温度对电子器件温度的影响,研究结果表明,相变材料质量与电子器件温度呈负相关,电子器件功率与电子器件温度呈正相关,而井下环境温度对电子器件温度的影响相对较小。     

井下扩眼工具的研究现状分析

深层巨厚盐膏层的钻井安全和固井安全一直是制约盐下油气资源高效开发的技术瓶颈之一,突破这个瓶颈的关键技术之一是扩眼技术。随着钻井技术的日趋进步,扩眼技术已成为一种用于解决井下复杂问题、优化井身结构的关键技术。国内外在井下扩眼工具的结构、原理方面已开展过大量研究,并已形成商业化产品。对国内外现有扩眼工具产品研究现状进行了调研分析,对不同扩眼工具按其工作原理和工作方式进行分类,并对工具的结构特点、工作原理、优缺点及其适用条件进行分析。在此基础上,对扩眼工具的发展提出了展望。该研究对扩眼工具的发展和推广应用具有积极的作用。     

测井过程中带电推靠器控制电路方法研究

文章介绍一种石油测井推靠器控制电路的方法,该方法采用在测井过程中带电推靠器控制实现井下仪器推收功能,由于制造年代不同,除少数采用集成设计之外,其它均为单支仪器设计。单支仪器下井测量曲线,占用井场时间长,效率较低。新研制的"测井平台井下集成仪器"实现了内部调整井一次下井取全所有资料,缩短了测井时间,提高了仪器分辨率,能够为薄差储层的评价提供高效配套的测井技术。测井平台井下集成仪器系列整串仪器最高记录点为14.7m。为了实现无漏测这一指标,我们研制了推靠器控制电路,以满足井下仪器推靠过程和曲线记录可同时完成,有效避免曲线漏测。     

井下动力学测量工具研究现状及发展建议

钻井动力学测量有助于优化钻井参数,提高钻井效率。近年来,虽然我国在井下动力学测量工具技术的研发方面取得了很多进展,但最尖端的技术仍然被国外大型油服公司所垄断。为缩小与国外工具技术的差距,论述了几种国外最新的井下动力学测量工具,并对这些井下动力学测量工具的测量参数种类、采样频率、耐温耐压性能、尺寸规格等进行介绍。对我国在井下动力学测量工具技术方面取得的进展进行总结,重点在测量参数种类、耐温耐压性能和应用推广方面做分析。在对比国内外井下动力学测量工具差距的基础上,提出了进行多参数测量的微型记录仪研究、提高井下动力学测量数据的采样频率研究、强化有效数据传输技术的攻关研究和开展进行动力学测量的智能传感器网络的前瞻研究。     

可更换钻头套管钻井工具及工艺研究

采用常规钻机、利用转盘驱动的简易套管钻井技术由于受钻头寿命的限制，只能用于一只钻头钻至设计井深的情况，为此，研制开发了转盘驱动的可更换钻头套管钻井系统。该系统由起下工具、井下锁定工具串及坐底套管3部分组成。进行套管钻进时，井下锁定工具串锁定在坐底套管上，需更换钻头或井下锁定工具串时，往套管内部下入起下工具并解锁锁定装置，起出井下锁定工具串，更换完毕后，再将井下锁定工具串从套管内送入井底，锁定在套管柱末端的坐底套管上，起下过程中可保持钻井液的循环和钻柱的转动。该系统在吉林油田2口井上进行了试验，井下锁定工具串的下入成功率达到100％，并实现了套管正常钻进，但由于打捞矛无法进入到井下锁定工具串的打捞孔中，致使2口井都没有正常起出井下锁定工具串。详细介绍了可更换钻头套管钻井系统的组成、原理、施工工艺及现场试验情况。     

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。