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。     

增材制造技术在超高膨胀封隔器中的应用

石油和天然气行业不断关注增材制造技术在航空航天和汽车行业的应用发展。研发了利用增材制造技术的超高膨胀封隔器,该封隔器的支承环系统由增材制造。增材制造设计大幅减少了支承系统的构件数量,同时显著提高了膨胀能力和额定压力。密封元件系统与增材制造支承环安装在一起,提供了极端膨胀比、零挤压间隙和对不规则孔的良好适应性。分析和测试结果表明:直径膨胀比高达111%,与常规封隔器相比,提高50%以上; 至少涵盖5种线重的套管(外径相同); 在148.89 ℃的温度下,密封元件能够保持压力68.95 MPa。介绍了增材制造技术、增材制造支承环概念、增材制造材料力学性能、密封元件系统优化和测试情况,以期给我国的完井作业提供借鉴。     

顺南超深水平井分段完井管柱优化设计方法

针对塔中北坡顺南超深水平井的超高压、超高温特性及管柱设计矛盾突出问题,提出了一套用于超深水平井分段完井管柱的优化设计方法。对塔中北坡顺南某超深水平井的井筒压力、温度分布及油套管安全系数进行计算,并对完井管柱的尺寸、完井液密度和封隔器位置等参数进行优选,有针对性地制定了解决管柱设计难题的对策,完成管柱组合优化设计,得到了不同工况下的施工控制参数:在50 MPa平衡套压下,低挤酸液时最大泵压不得超过74 MPa;压裂排量为7m3/min时,预测泵压110 MPa;假设日产纯气20×104m3,预测油压53 MPa,不需平衡套压;关井时预测油压68 MPa,不需平衡套压;开采后期产能衰竭,纯气油压不低于14 MPa。基于优化完井管柱组合,对封隔器进行校核可知,各工况下悬挂封隔器和分段裸眼封隔器性能均满足设计要求。研究结果对类似完井管柱的优化设计有很好的借鉴作用。     

封隔器胶筒高温高压密封性能检测试验研究

设计研制一种封隔器胶筒密封性能试验装置。该装置可模拟油井下350℃高温、20 MPa高压恶劣工况,能够模拟封隔器胶筒坐封过程,能够对封隔器胶筒的密封性能进行检测。借助试验装置对不同形式的胶筒进行环空密闭试验,测试了不同形式封隔器胶筒在不同介质下环空腔内压力变化规律,得到了试验后胶筒的形变状态、腐蚀破损情况,检验了各形式胶筒在高温高压工况下的密封性能,为封隔器胶筒的设计和改进提供可靠的试验依据。     

海上热采防砂封隔器研制与室内试验

海上稠油热采开发过程中,通常采用蒸汽吞吐的方式进行原油开采。为满足稠油热采长效密封要求,研制了HPHT-215型热采防砂封隔器。封隔器胶筒采用特制的氟硅基复合材料+玻璃纤维网结构,并开展了材料性能评价测试。通过有限元分析和室内胶筒组合测试,对胶筒材料和组合结构进行了评价优化。室内全尺寸整机测试表明:封隔器能够满足耐温350 ℃、耐压21 MPa密封性能要求,并开展了高低温多轮次密封性能评价测试。该型热采防砂封隔器的研制成功,为海上稠油蒸汽吞吐多轮次开发提供了保障,具有广泛的应用前景。     

Y341~4/105(110)小直径堵水封隔器的研究和应用

针对油田开发后期套管变形井增多 ,常规机械卡堵水采用的Y3 41%D 114封隔器不能满足套管变形井卡堵水的需要 ,研究开发了一种小直径堵水封隔器 ,并阐述了其基本结构、工作原理、主要技术参数及室内、现场试验情况     

原位瓦斯检测仪集气装置的设计

近年来,瓦斯事故已经成为煤矿安全的"第一杀手"。设计一种通过水力封隔器对近水平孔孔底进行密封的集气装置,对于预防瓦斯事故具有重大意义。该装置通过水力封隔器对钻孔底部进行水力密封,并以纯机械方式自动完成集气。同时进行了室内试验并配合原位瓦斯检测仪进行了现场应用。