新型自膨胀封隔器下井

据了解,膨胀式封隔器是采用膨胀式胶筒为密封元件、阀系控制座封的永久式管外封隔器,其原理是将水、泥浆等流体介质注入密封腔内,使封隔器膨胀贴紧在井壁而实现座封,隔绝井液和压力,从而实现不同目的和用途的井下封隔与桥堵,能够有效解决高压、低压、漏失、返水、坍塌等复杂油气井固井难题,实现多种目的油井作业措施,实施井下作业和油气井地层测试.     

套管环空膨胀式封隔器

由ＴＡＭ国际公司研制推出的套管环空封隔器 (ＣＡＰ) ,是一种安装在套管短节或套管膨胀管外侧的膨胀式封隔器。这种工具采用了一种膨胀控制阀机构 ,通过井下流体使封隔器中的膨胀组件膨胀 ,并在套管膨胀管与井壁或者原先已下井套管柱之间产生密封效应。封隔器的长度为 0 3～ 10 7ｍ。膨胀元件的整个长度段都采用高强度不锈钢钢板进行了加强处理。膨胀元件的外侧覆盖了一层柔韧的耐油合成橡胶。封隔器外壁加有膨胀长度超过封隔器膨胀部件5 1ｃｍ的不锈钢钢板。这些附加的钢板可提高封隔器的支持能力和工具在起下时合成材料覆盖层的耐伤害…     

热补偿可膨胀封隔器

用可膨胀封隔器无法达到层位隔离目的的基本原因是封隔器下井后受到温度的影响。温度的变化能使传统的可膨胀封隔器内部的液体膨胀 ,并导致密封元件破裂或收缩 ,造成套管壁处失去密封效果。一种新型的热补偿液体膨胀密封体系极大地降低了井内温度超过 5 0 时密封元件失效的机率 ,全文详述了实验室检测和操作原则。为了降低成本 ,经营者们正在计划利用挠性油管设备进行更多的修井作业。过油管增效和测试技术是一种前所未有的挠性油管应用技术。在生产管柱保持不动的情况下 ,油井可以以更低的成本和更快的速度恢复生产。实施一次过油管增效可…     

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 %。     

水平井分段压裂裸眼封隔器研制及应用

研制了适用于ø152.4 mm井眼的压缩式裸眼压裂封隔器。设计了胶筒防突机构及限位机构,显著提高了高温条件下封隔器的环空密封性能。在密封圈两侧增加了密封挡圈,增强了封隔器在高温条件下的密封可靠性。在充满120 ℃导热油、内径为ø160 mm的井筒中进行室内试验,封隔器的双向环空密封压力均达70 MPa。该封隔器在苏里格气田成功应用。为裸眼水平井分段压裂提供了技术保障。     

膨胀式封隔器系列产品

HXK水力扩张式封隔器是采用膨胀胶筒为密封元件、阀系控制座封的永久式管外封隔器，将流体介质（水、泥浆、水泥浆等）注入其密封腔内就能使封隔器膨胀贴紧在井壁上而实现座封，隔绝井液和压力，从而实现不同目的和用途的井下封隔与桥堵。使用HXK水力扩张式封隔器能够提高常规固井的固井质量；能够有效解决高压、低压、漏失、返水、坍塌等复杂油气井的固井难题；和其它工具配合使用能够完成多种形式的固井及完井作业。     

遇油气膨胀封隔器在智能完井系统中的应用

遇油气膨胀套管外封隔器可辅助、增强水泥环对地层的封隔或直接代替水泥环对套管与地层之间的环空进行封隔。这种封隔器的橡胶具有自愈合能力,可将智能完井系统中的控制线、传输线预先埋入封隔器胶筒中而不需要切割、拼接,这样既节省时间又增加系统的稳定性。沙特阿拉伯-美国石油公司用EasyWell遇油气膨胀封隔器代替固井,地层中的油气流出后封隔器即可膨胀密封各分支井,实现一趟完井管柱完井,既保证控制线和传输线直达地面,又简化了完井程序、节约了资金,并且大大提高系统的稳定性。阿曼石油公司采用膨胀式封隔器与开、关控制阀相结合来进行流体剖面控制,结果表明,这种遇油气膨胀封隔器的密封性能比普通生产封隔器更优良。     

贝克石油工具公司的Z-密封技术和智能干涉系统

贝克辅助Zertech技术有限公司开发的Z-密封技术是一项完整性高、采用可膨胀金属材料、型面高度不大的膨胀密封技术，整个密封件是一个非弹性体。膨胀的时候金属密封元件膨胀接触管壁，以达到密封的要求。该密封件是可回收的，并且没有记忆，其控制机构允许其膨胀到原来的160％。通过消除传统元件／弹性体失效模式，完全除去密封设计中的弹性体以改善封隔器、桥塞和井下设备的性能，如爆炸降压、气化、温度退化等。该密封件可应用于桥塞、尾管悬挂器、封隔器、海底立管等。     

具有比普通封隔器更优越特点的新式封隔组件系统

最近开发出的新式封隔组件系统更可靠，设计更简单，减少了其无效性以及降低了与其它封隔器密封技术相关的费用。由位于苏格兰阿伯丁市的石油工程服务公司开发出的这种称为HEXPAKTM的封隔组件系统，其相对简单和细小的外形设计，比普通封隔器更容易安装，因此，减少了钻机的停产时间，节省了费用。当这种系统应用于机械式组件裸眼封隔器时，在进行诸如选择激励烃类储层生产作业时，提供了有效的层间隔离。一旦这种新式封隔组件系统下放到井内，即可封隔，机械地锁定就位而不会膨胀。它不象运用于传统的膨胀式封隔器密封应用中液压和止回…     

膨胀型封隔器EPDM弹性体坐封性能分析

膨胀式封隔器作为一种可靠的井筒工具,具有部署简单、适用于高压/高温井况等优点,在国内外得到了广泛的应用。封隔器由橡胶膨胀/密封元件制成,只有很少的钢制零件,操作简单,提高了油田作业的效率。这些设备用于套管固井、智能完井、连续油管系统、防砂、水力压裂、水平井完井等。     

UPP-9型笼式卡瓦高温高压完井封隔器研制

提出的卡瓦结构设计方法涵盖材料评估与选择、卡瓦组件结构优化、卡瓦结构参数优化、卡瓦测试验证等流程。应用该方法设计了可以控制启动载荷的上、下笼式卡瓦组件结构。结合ANSYS有限元分析、样机测试等方法,对所设计的笼式卡瓦组件进行优化设计与试验验证。对带有防挤出护肩的2种胶筒密封组件的试验研究表明,带隔环的三胶筒结构更为优异。在此基础上,研制了高温高压液压坐封永久式封隔器,额定工作压力68.94 MPa(10 000 psi),额定工作温度204.4℃(400℉)。测试结果表明,所研制的封隔器符合API SPEC 11D1标准V0级测试要求。     

K344-95型膨胀封隔器结构改进及应用

轨道式封隔器和支柱式封隔器在异径套管、缩径套管、定向井和水平井中的坐封成功率低。改进了K344-95型膨胀封隔器的结构,室内试验符合要求。现场应用8口井,成功坐封,密封可靠,证明改进的封隔器适用于补贴套管、缩径套管和大斜度井的试压、找漏等修井工艺,且具有胶筒膨胀比大、通过性好、耐高温等特点。     

MHR封隔器分段压裂技术及在大港油田的应用

MHR封隔器为液压坐封永久式封隔器,为双向卡瓦、三胶筒设计,结构合理简单,具有液压坐封功能,一次管柱下入即可完成整个管柱安装;经过在大港油田现场多次的成功使用,坐封过程安全可靠。通过现场应用情况总结,提出了该封隔器存在的问题及改进的措施。     

连续油管过油管堵水工具研制与现场试验

目前,国内以筛管完井的水平井过油管堵水作业主要受制于关键工具-大膨胀率小直径膨胀封隔器的技术突破。为了填补国内连续油管过油管堵水管柱工艺空白,开展了大膨胀率及较好恢复率小直径膨胀封隔器的试验研究,成功研制出膨胀率达 2.5倍,Ø49mm 的小直径膨胀封隔器,并配套了过油管堵水管柱工具。通过不同排量下小直径膨胀封隔器与节流器的模拟试验,建立了不同喷嘴当量直径下节流压差与排量图版,为现场施工提供了指导依据。经过井下多次重复坐封解封现场试验后,小直径膨胀封隔器的恢复率仍能达到 85%,证实了该工具的有效性、合理性与可行性,满足了筛管完井水平井不动管柱情况下最小过Ø73mm,油管最大封隔Ø139.7mm筛管的堵水工艺要求,实现了一趟堵水管柱可完成多次环空化学封隔器分段封隔和地层分段化学封堵,且作业后过油管可回收,对国内过油管堵水工艺技术的推广应用具有参考和借鉴意义。     

浅谈Y211-115封隔器在吉林油田探井压裂中的应用

Y211-115封隔器是在RTTS封隔器基础上改进的,增大了通径,增加了一个胶筒,使高压密封更可靠。水力锚采用防止上顶的尖齿锚爪结构,增加了固定管柱的稳定性,提高了储层的加砂能力。经现场实验,总结出Y211-115封隔器坐封高度与坐封载荷对应的实用数据,使之坐封成功率达到100%,为“三低”油田增储上产提供了有利保证。     

高性能底封拖动分段压裂工具研制及试验

底封拖动分段压裂工具作为“三低”油气藏开发及低品位油气资源效益挖潜的一种利器,目前在国内油田大量推广应用取得了一定效果。但工具在长水平段中的作业性能难以满足油公司降本增效的需求。因此文章开展高性能底封拖动分段压裂工具研究,采用有限元模拟分析方法结合加工实际对喷嘴孔道参数、封隔器胶筒结构参数及卡瓦合金齿设计参数进行优化设计,数值计算结果表明喷嘴孔道长径比l/d,扩散角θ₁,收缩角α₁在最优设计参数时喷嘴射流效果最佳。坐封胶筒采用“M”形结构,内外壁应力集中处设计应力释放槽,胶筒坐封时内部应力及管壁接触应力改善明显。锚定单元轴向承压70 MPa时卡瓦硬质合金齿的嵌入倾角α<27°,突出高度h<1.5 mm时套管径向形变最小。室内测试及现场应用结果表明,优化改进后的喷砂射孔器过砂能力10 m³以上,封隔器胶筒反复坐封解封10次封隔压差70 MPa,作业管柱具备一趟管柱压裂10段以上的作业能力,能很好满足现场应用需求。     

金属封隔器原理性结构试验研究与分析

传统封隔器的密封部件是用橡胶材料制成的胶筒,存在内通径小、耐温和耐压低以及寿命短的问题。为此,对材料的性能进行分析和试验后认为,钛镍合金可以满足油田封隔器的使用要求。设计了新型封隔器的结构与尺寸,并通过原理性结构试验,确定封隔器的关键结构参数。用1×104kN螺旋压力机热挤压出金属封隔器的坯件,并对挤压过程进行了有限元模拟,解决了热挤压过程出现裂纹的问题。通过试验研究、有限元模拟及力学分析,改进了封隔器的结构和处理工艺,使其坐封和解封都达到了使用要求,并确定封隔器的密封和悬挂力满足使用要求。     

裸眼井中扩张式封隔器力学行为研究

封隔器在石油天然气开采中起着非常重要的作用,而扩张式封隔器在裸眼井中广泛应用。本文采用有限元软件建立了裸眼封隔器与地层的模型,对胶筒在坐封过程中与井壁接触应力的变化进行了研究,并研究了在不同摩擦系数下接触压力的变化,结果表明,建立粗糙井壁面能够更加符合实际情况,胶筒肩部为应力集中的区域,地层与胶筒的接触应力会随着摩擦系数的增加而减小。研究结果为裸眼扩张式封隔器的设计和改进提供了理论依据。     

磁性粘弹体封隔器的开发与应用

磁性粘弹体封隔器的主要密封件是被永磁体吸附在油套环形空间的磁性粘弹物质，能可靠地封隔套管腐蚀变形井的油套环形空间。室内试验结果表明，这种封隔器坐封合格率和解封合格率均为100％，性能完全达到了设计要求。在矿场试验中，采用这种封隔器取得了油井增油降水，减少出砂和延长免修期的良好效果。