封隔器压缩胶筒“防突”新结构

为了提高封隔器压缩胶筒的耐压能力 ,更有效地满足生产实际需要 ,设计了独立式膨胀环新型“防突”结构。该结构由膨胀环与楔形圈组成 ,膨胀环用弹簧钢制作 ,并开有一道 2 5°的切口 ,楔形圈用 4 5号钢制成 ,为一锥形环状整体。该结构用于分注封隔器上 ,保护胶筒更可靠 ,“防突”效果更好。现场 12口井的应用表明 ,该结构较好地满足了生产需要 ,最高注水压力达 38MPa。从 5口井的统计看 ,平均换封周期由原来的 14 1d延长到 2 76d。     

φ88.9mm侧钻水平井套管外封隔器的研制与应用

为了解决侧钻水平井固井时存在的层间混窜和管外喷冒等问题 ,研制了 88 9mm侧钻水平井套管外封隔器。封隔器的膨胀控制系统采用一种新型的施工阀、保压阀和液缸预充液压油结构 ,膨胀密封元件采用新式的帘布夹层胶筒 ,可以在小尺寸情况下封隔比较大的环空 ,胶筒端部用压环压紧密封 ,同时又采用了胀环结构作靠背 ,提高了胶筒承压能力。现场应用证明 ,这种封隔器具有通过能力强 ,承压能力高 ,试压可靠性高 ,封隔性能好等特点 ,坐封成功率达1 0 0 %。     

防突结构对封隔器密封性能的影响分析

为对封隔器端部防突装置进行理论分析和优化设计,以双胶筒封隔器为计算模型,应用ANSYS有限元分析软件对有防突结构和无防突结构的2种封隔器进行分析和计算。计算结果表明,防突结构可以显著提高封隔器胶筒与套管壁之间的接触应力,增强封隔器的密封能力;防突装置可以改善封隔器胶筒的受力状况,保持密封效果,延长使用寿命;建议对防突装置做进一步的理论和试验研究,以便采用合理的结构来改善封隔器胶筒的密封性能。     

遇水自膨胀封隔器专用橡胶的合成与性能分析

胶筒是自膨胀封隔器的关键部件,作为胶筒原料的吸水膨胀橡胶其性能对自膨胀封隔器的封隔效果起决定作用,但国内目前缺乏对胶筒专用吸水膨胀橡胶及其合成材料的深入研究。为提高遇水膨胀橡胶的抗盐能力,用丙烯酸钠与丙烯酰胺共聚制备了遇水膨胀橡胶中起吸水作用的吸水树脂,试验分析了吸水树脂吸水性能的影响因素,发现参与反应的各单体的配比、单体总的质量浓度都可影响吸水树脂的吸水能力。将丁腈橡胶、自制吸水树脂及其他原料共混制得了遇水膨胀橡胶,测试了溶液矿物质种类、浓度和pH值,以及温度、吸水时间对橡胶膨胀能力的影响,并进行了遇水膨胀橡胶的抗拉伸试验,试验证明以上各因素对橡胶的膨胀能力都有影响,且制备的遇水自膨胀橡胶抗拉性能良好。对应用自制遇水膨胀橡胶的自膨胀封隔器进行了室内承压能力测试,试验结果表明,自膨胀封隔器承压能力达到14 MPa,可满足浅井现场施工要求。      

自膨胀封隔器在澳大利亚煤层气井中的应用

澳大利亚煤层气井多数煤层段采用筛管完井,在后期排采过程中由于煤层井壁稳定性差,经常出现井壁掉落的煤屑堵塞排采泵现象,为解决井壁掉物造成的排采泵被堵塞的问题,利用遇水自膨胀封隔器遇水自动膨胀密封套管与地层之间的环空的特性,并通过封隔器结构优化和室内试验,研制了胶筒式自膨胀封隔器。该装置改变了将膨胀橡胶直接硫化到套管上的设计,将自膨胀橡胶做成胶筒,两端辅以端环,施工时将胶筒套在套管上,两端用端环固定。现场应用结果表明,胶筒式自膨胀封隔器具有操作简单、密封可靠的特点,能够经济有效地解决井壁坍塌造成的检泵周期短的问题。     

自膨胀封隔器封压性能技术分析

介绍了自膨胀封隔器的结构和特点.膨胀橡胶材料、封隔器尺寸和防突环结构是影响封隔器的封压性能的关键因素.根据有限元分析、试验对比等方法,提出了提高自膨胀封隔器封压性能的主要措施.以美国巴肯页岩油藏应用的自膨胀封隔器为例,证明自膨胀封隔器在多级分段压裂完井中可有效封隔层段,且成本低.     

过电缆封隔器胶筒耐压试验及接触应力测试

为了研究过电缆封隔器胶筒密封性能,设计加工了胶筒高温耐压试验装置。对带弹簧防突单胶筒、带弹簧防突双胶筒、带弹簧防突三胶筒和带放气孔双胶筒进行常温、60和120℃高温下耐压试验,试验中采用电测法测定胶筒套管间接触应力,并获得了接触应力沿套管轴向的分布规律。通过分析4种胶筒结构峰值接触应力与接触应力沿接触长度的积分值,优选出带弹簧防突三胶筒和带放气孔双胶筒为较优结构,同时建议对带放气孔双胶筒设计端部保护结构。研究结果可为过电缆封隔器的现场安全使用提供参考。     

管内自膨胀封隔器的研制与应用

目前,自膨胀封隔器的应用领域仅限于钻完井中。为了满足油田生产工艺的特殊需求,开发了适合于套管内使用的管内自膨胀封隔器。针对常规管内封隔器的技术特点及设计要求,优化了自膨胀橡胶材料的性能参数,并设计了2种不同结构的封隔器以及测试井专用过缆封隔器,以满足不同的生产需求。通过室内模拟试验,对管内自膨胀封隔器的坐封、承压和解封性能进行测试,并成功应用于油管堵漏作业中。可用于防砂管内分层采油与分层测试的自膨胀封隔器也即将应用于现场。     

双级自平衡封隔器的设计

现阶段,提高封隔器耐温耐压工作性能的主要方法是:(1)研制新型胶筒材料;(2)改变胶筒形状尺寸,(3)增加"防突"结构。提出了一种提高封隔器耐温耐压差性能的新方法:通过双级胶筒、自平衡活塞结构,实现压力逐级降低,从而降低单级胶筒的工作压差,提高封隔器在常温及高温情况下的耐压差性能。     

高性能锚定封隔器的研制与应用

针对常规压裂用双向锚定封隔器存在的环空封隔压力低、悬挂性能差以及下入安全性低等问题,研制了高性能锚定封隔器。该封隔器采用三胶筒交叉结构配合防突环,坐封后形成密闭空间,提高了胶筒的封压性能,防突环与保护锥套采用一体化结构设计,可防止胶筒下入过程提前坐封。优化了锚定结构,改变传统采用铸铁卡瓦的结构形式,采用铸铁配合合金钢卡瓦的方式,提高了悬挂器的锚定性能,防止悬挂器下入过程中因卡瓦破裂导致的提前坐挂。室内试验中,该封隔器具有良好的封压和锚定性能,封压达80 MPa,耐温达160℃。高性能锚定封隔器应用效果良好,具有较高的推广应用价值。