套损井多次补贴用可变径膨胀锥设计与性能分析

针对套损井已补贴段下方无法进行多次补贴的问题,设计了一种可变径膨胀锥,以实现膨胀工具小直径入井、大直径膨胀,从而达到对套损井多次补贴的目的。在设计可变径膨胀锥结构的基础上,建立了膨胀锥闭合过程中的力学计算模型和运动计算模型,得到了膨胀力与推力、楔形角、摩擦系数的函数关系及推力与约束力、摩擦系数的函数关系。计算结果表明,可变径膨胀锥的膨胀力是推力的1.53倍,端面摩擦系数由0.1增大至0.4过程中推力增大8.8 kN,由0.5增大至0.8过程中推力增大19.0 kN,膨胀锥最大应力454 MPa。样机室内试验结果表明,该工具结构设计合理,启动压力3~5 MPa,完全闭合压力52 MPa,膨胀锥最大外径由188.0 mm增大至220.0 mm,与常规膨胀锥尺寸相同,膨胀率达17.02%。研究结果表明,可变径膨胀锥的膨胀力随推力增大而线性增大,能够实现膨胀工具小直径入井、大直径膨胀,进一步降低闭合压力后具有广阔的应用前景。      

水平井筛管分段喷射解卡工具研制与试验

针对水平井失效筛管与套管之间充满砂而无法实现筛管快速解卡打捞的问题，自主设计研制了导流式小直径喷射装置和一体式多级封隔冲砂装置，形成了水平井筛管分段喷射解卡工艺。利用导流式小直径喷射装置在失效筛管内壁预定位置进行喷砂射孔，然后在相邻孔眼之间下入一体式多级封隔冲砂装置进行分段冲砂，反洗出筛管和油层套管之间的环空砂，实现水平井长筛管任意位置的分段解卡。室内试验得到的最佳筛管喷射参数为:排量300~400 L/min，砂比3%~5%，磨料粒径0.425~0.850 mm，施工压力16~25 MPa，喷射时间10 min。该技术在大港滩海油田埕海一区的4口井进行了现场试验，喷射孔眼直径达14.0~18.0 mm，建立了有效的冲砂通道，筛管解卡成功率达100%，失效筛管均成功打捞。研究认为，水平井筛管分段喷射解卡工具的成功研制，为水平井等复杂结构井失效长筛管的解卡打捞难题提供了一种全新的解决方法，应用前景广阔。