自由移动封隔器管柱变形量计算分析--封隔器管柱受力分析系统讨论(之四)

自由移动封隔器管柱是油气井封隔器完井的一种重要类型 ,在油气井封隔器管柱完井工艺中 ,井内压力、温度、流体发生变化后 ,自由移动封隔器管柱变形量计算是该封隔器管柱受力分析中十分重要的工作 ,是保证安全成功地进行完井作业的关键。文中对该封隔器管柱变形的有关问题进行了分析 ,对管柱变形量计算公式进行了推导和讨论 ,并给出了算例。     

不能移动封隔器管柱变形受力分析——封隔器管柱受力分析系统讨论之五

不能移动封隔器管柱是油气井封隔器完井的一种常见类型 ,在井内压力、温度、流体 (井内压力、温度、流体简称井内条件 ,下同 )发生变化时 ,不能移动封隔器管柱受力分析是保证井下安全和完井作业成功的关键 ,同时该管柱受力分析与自由移动封隔器管柱受力分析有很大的差别。文中对不能移动封隔器管柱变形受力的有关问题进行了分析、推导和讨论 ,并给出了算例。     

胜利海上油田安全可控长效分层注水技术

为满足胜利海上油田注水井分层注水管柱检修期长、安全、高效的要求,在分析影响分层注水管柱寿命因素的基础上,提出了采用平衡式分层注水管柱改善管柱受力,降低管柱蠕动幅度;采用液压控制方式解决分层和洗井之间的矛盾;研制液控式封隔器解决封隔器提前坐封和满足井控要求的技术思路。通过研制液控压缩式封隔器和液控式环空安全封隔器等关键工具,设计了平衡式分层注水管柱,形成了安全可控长效分层注水技术。液控压缩式封隔器采用液压控制方式始终将其控制在最佳压力状态,洗井时可快速解封,以解决反洗井造成的封隔器寿命不长的问题。液控式环空安全封隔器采用了双液压控制管线,设有安全锁紧机构,洗井和安全通道独立控制,既能满足大排量反洗井要求,又能提高注水管柱长期的安全可靠性。胜利海上油田分层注水井应用安全可控长效分层注水技术101井次,分层注水合格率提高16.6%,注水管柱检修期最长达5年。安全可控长效分层注水技术不仅延长了胜利海上油田分层注水管柱的检修期,满足了安全高效注水的要求,也可以满足水驱开发油田精细分层注水的要求。      

专利技术-液压锚定装置

该实用新型涉及油田用液压式封隔器的锚定装置，是一种液压锚定装置。封隔器作为油田井下作业的一种配套工具，在油田生产中有着重要作用。但由于斜井、定向井、水平井井身结构的特殊性及入井管柱受力的复杂性，导致一些常规封隔器无法满足施工的需要。     

允许自由移动的封隔器管柱受力变形计算分析

允许自由移动的封隔器管柱是油气井封隔器完井的一种重要类型,油气井内压力和温度变化会导致封隔器管柱受力,从而发生变形。因此,计算自由移动封隔器管柱的变形量是整个管柱受力分析的重要组成部分,也是保证井下作业成败的关键因素。文中对自由移动封隔器管柱进行了受力分析,对管柱的变形量公式进行了推导,并给出了实例进行论证。     

进行管柱受力分析时值得重视的若干问题

对于压力和温度不太高或不合硫化氢的油气井封隔器管柱受力分析都比较简单,但对于井深、压力高、温度高、含硫化氢的气井,管柱受力分析就比较复杂了。高温高压含硫深气井在进行封隔器管柱受力分析时需要考虑相当多的技术问题,特别是技术细节问题,只有做到这样才能抓住管柱受力分析的关键和根本,使管柱受力分析建立在可靠的工艺基础上,也才能使完井试油和完井生产封隔器管柱在使用过程中更安全更可靠,防止封隔器管柱受力分析中出现简单化、主观化、片面化等问题。为此,笔者结合高压高温含硫深气井封隔器管柱受力分析研究、设计、实践经验谈谈自己的一些体会。     

防顶封隔器

该专利涉及油田油井中的封隔器技术领域，是一种防顶封隔器，在油田开发过程中，由于地层出水，严重影响油井的正常生产，通过采用有效的机械隔水技术，有针对性的采取措施，可以将主要出水井段隔住，从而改善油井的生产状况，目前，国内油田油井隔水采油管柱种类较多，有一趟管柱完成的，也有分几趟管柱完成的，     

江汉油田高压分层注水管柱研究

针对江汉油田分层注水工艺存在的,注水管柱、油套管得不到保护,封隔器性能差、工作寿命短、密封效果不好,不能满足高压注水,注水管柱在各种效应的作用下工作寿命短等问题,提出相应的解决方法,即采用高压分层注水管柱工艺及其配套工具,包括:分层注水封隔器、水井锚及管柱伸缩补偿器等。现场应用表明,该工艺可在油田推广应用。     

影响高压注气管柱变形的主要因素及计算方法

封隔器解封和管柱永久变形是混相驱油田高压注气过程中遇到的重要问题之一。高压注气作业过程中温度和压力的剧烈变化引起管柱伸缩或受力变化,其主要影响因素有:温度变化引起的温膨效应;压力变化引起的膨径、活塞和螺旋弯曲效应。在前人研究的基础上给出了复合管柱的各种计算模型。初始力是预防管柱损坏的可操作性重要因素,它和管柱各种受力及应力之间有密切关系,对此做了定量分析。研究结果对矿场作业具有一定指导意义。     

初始管柱压缩量计算分析—封隔器管柱受力分析系统讨论之三

初始油管压缩量计算,是某些封隔器管柱受力分析计算的重要参数,它不仅能够对封隔器坐封时现场施工提供指导,而且还是后续施工或完井过程中计算管柱的受力和变形的基础,文中对初始管柱压缩量计算公式进行了推导和分析,并给出了算例,现场应用表明,经典方法的误差比文中介绍了的方法的误差大得多。     

注水管柱蠕动机理分析及蠕动量计算

注水管柱在工作过程中可能会发生蠕动现象,影响了封隔器的使用寿命和注水开发的效果。对坐封
后的封隔器进行受力分析,从力学角度探讨了注水管柱蠕动现象产生的机理,为合理设计注水管柱和防止蠕动现
象的发生提供了理论依据。以管柱力学分析为基础,提出了注水管柱蠕动量计算的方法,并进行了实例计算,研究
成果对准确分析注水管柱力学性能、优化施工工艺参数、提高注水作业有效期有重要意义。     

带多封隔器水平井作业管柱解封力分析

根据封隔器解封过程中解封力在作业管柱中的传递特点,建立了带多封隔器作业管柱解封过程受力计算模型,给出了解封力在作业管柱中的分布规律和管柱变形量计算公式,利用Visual Basic语言编制了相应的计算软件。根据吉林油田某水平井实际作业参数,对带有多封隔器作业管柱解封过程进行模拟计算,并与现场监测值进行对比。结果表明,上提载荷和管柱变形量的模拟计算结果与监测值的误差分别为2.77%和3.10%,说明计算模型具有较高的计算精度,可以满足实际工程需要;在解封过程中,带封隔器作业管柱危险点出现在封隔器和造斜段位置,因此有必要对相应位置管柱强度进行校核。     

Y441系列双压差逐级解封封隔器

Ｙ４４１系列双压差逐级解封封隔器（以下简称Ｙ４４１封隔器），采用液压坐封，双锥体卡瓦锚定，机械内锁紧，上提下放管柱解封的结构，具有多级使用，逐级解封的功能。坐封可靠，卡位准确，并能改善管柱受力状况。该封隔器与配套工具组合，能形成六套工艺管柱，可适应不同井况的工艺要求。现场３００多井次的应用表明，Ｙ４４１封隔器性能优良，并部分地替代了国外进口的同类产品。     

插入式封隔器注水管柱力学及蠕动规律研究

注水管柱在井下受到多种载荷以及活塞效应、鼓胀效应、弯曲效应、温度效应的影响,受力状况复杂,易造成封隔器蠕动,产生巨大经济损失.在考虑内压、外压、轴向力、弯矩、井壁支反力和摩擦力等多种载荷的基础上,建立注水管柱蠕动分析模型,分析多层段分层注水管柱的受力状况,并研究插入式封隔器结构特点、最大摩擦力以及蠕动机理.考虑现场不同...     

双台阶水平井分层注水管柱设计及优化

塔里木油田双台阶水平井的分注工艺无法满足分层注水要求,区块欠注问题严重。为此,设计了双台阶水平井分层注水管柱及其配套工具,并采用Wellcat软件模拟计算出单独注停上层、注停下层时上、下封隔器的受力情况,对伸缩管长度和封隔器剪钉进行配比优化,即上伸缩管控制伸缩距3 m,下伸缩管控制伸缩距1 m,上封隔器解封力108 kN,下封隔器解封力81 kN,满足该区块双台阶水平井200 m~3/d、25 MPa条件下的分层注水。实际应用结果表明,注水管柱及配套工具设计合理,配合钢丝投捞并更换水嘴即可满足双台阶水平井分层注水。     

高温高压气井多封隔器管柱完整性分析方法及应用实例

为了分析计算多封隔器管柱的力学行为并评价封隔器的完整性,以压裂施工载荷工况下的双封隔器管柱系统的完整性为研究对象,提出了管柱力学全长分析与封隔器芯轴三维有限元分析结合的综合分析方法,并给出了相关的分析计算流程。以塔里木盆地迪西1井的弹塑性力学分析为例,首先对整体管柱全长进行了三维有限元分析,求取在管柱各处的应力分布;然后采用三维实体单元分析封隔器芯轴的局部结构中的应力分布与塑性应变分布,判别双封隔器管柱作业的安全性。研究结果表明:①在重力、液体压力和温度应力的作用下,管柱各处的轴向应力状态为拉应力,处于弹性应力范围;②在管柱轴向应力和液体压力共同作用下的芯轴发生了明显的塑性变形;③为了缓解压裂施工导致的温度下降引起的轴向拉应力过大的现象,应在两个封隔器之间加装伸缩节。结论认为,该方法用于分析多封隔器管柱得到的变形及应力分布数值结果与实际情况能很好的匹配,证明了该方法的有效性和实用性。     

Y441系列双压差逐级解封封隔器

Ｙ４４１系列双压差逐级解封封隔器（以下简称Ｙ４４１封隔器）采用液压坐封，双锥体卡瓦锚定，机械内锁紧，上提下放管柱解封的结构，具有多级使用，逐级解封的功能，坐封可靠，卡位准确，并能改善管柱受力状况。该封隔器与配套工具组合，能形成六套工艺管柱，可适应不同井况的工艺要求，现场３００多井次的应用表明，Ｙ４４１封隔器性能优良，并部分地替代了国外进口的同类产品。     

注水管柱失效分析及改进

针对吐哈某油田注水管柱失效问题,从井筒状况、管柱和工具设计、以及后期管理等方面,结合井例进行了分析。找出管柱失效的主要原因包括注水压力波动导致封隔器失效,反洗活塞关闭不严导致封隔器失效,管柱（油管）存在渗漏,作业质量等等。提高分注管柱的有效期应从加强注水日常管理等方面采取相对应的措施。分析结果及对应措施对该油田及同类注水井延长注水管柱有效期都有积极的指导意义。     

同心双管双封隔器冲砂管柱的研制与应用

为了解决稠油热采油井漏失地层的冲砂困难 ,以及反复出现砂卡停抽或埋油层等问题 ,研制了同心双管双封隔器冲砂管柱。该冲砂管柱由上封隔器、下封隔器、外冲砂管、内冲砂管等组成 ,形成夹层冲砂通道 ,上、下封隔器与外冲砂管封堵低压漏失层 ,上、下封隔器的间距根据砂面深度与沉砂口袋的深度而定。由于上、下封隔器密封件依靠弹性力紧贴套管壁 ,因此当下放冲砂管柱时 ,上、下封隔器能随之下移并保持密封状态 ,使冲砂液顺利返出地面 ,完成稠油热采低能漏失井的冲砂工作。同心双管双封隔器冲砂管柱的研制成功解决了稠油热采低压漏失井无法冲砂的难题     

封隔器管柱屈曲变形及约束载荷分析

目前的封隔器管柱屈曲分析没有考虑靠近封隔器段非螺旋屈曲段管柱,没有给出非螺旋屈曲段管柱的变形表达式和封隔器对管柱的约束载荷。鉴于此,取管柱微元体进行受力分析,根据平衡条件和小挠度梁屈曲理论,得到了紧靠封隔器段平面屈曲管柱及螺旋屈曲管柱的屈曲变形微分方程;根据屈曲变形微分方程,利用边界条件得到了紧靠封隔器的平面屈曲管柱的挠度,推导出了封隔器对管柱的约束力和约束弯矩,可供管柱强度校核及封隔器胶筒设计参考。