国产连续管作业机的研究现状及应用

连续管作业技术及装备是我国油气田勘探开发、提质增效不可或缺的工程利器。介绍了我国连续管作业技术的发展历程,以及连续管作业机的技术现状,对连续管作业机关键部件的技术发展情况进行了分析,总结了我国典型连续管作业机的分类、作业参数、使用场景、适应工艺以及现场应用效果,结合我国油气开发和连续管作业技术的实际情况,提出了连续管作业机的发展方向,为我国连续管作业机的研究和应用提供参考。     

LG380/60连续管作业机的研制

针对国内油田复杂的作业环境及实际作业需求,在成功研制的LG230连续管作业机的基础上,开发了LG380/60大直径连续管作业机。该作业机主要包括可升降操作室、可升降油管滚筒、软管滚筒工作组、井口防喷装置、大提升力注入头以及动力鹅颈管等部件。该作业机底盘采用变截面大梁结构,油管滚筒能够下沉安装,满足滚筒大容量的要求;液压系统组成简单、可靠性高,提高了注入头与油管滚筒联动性;自动控制系统具有CAN通信和人机交互功能。同时,还配备井口防碰装置,降低作业风险。整机提升能力强,适应管径大,滚筒容量大,移运性能好,适应性广。现场作业情况表明:该设备低速档最大速度达到25 m/min,下井深度3 134 m,整套设备运转正常,各指标与设计值相符。     

LG450/73连续管作业机的研制

根据国内油田用户的实际需求及特殊地域环境特点,开发了LG450/73大管径连续管作业机。这种作业机适应连续管管径50.8～73.0 mm,注入头设计最大提升力450 kN。它采用两车装自走方案、全液压驱动、智能电液闭环控制。其控制系统同时具备监控、预警及故障诊断功能,确保各部件协调、稳定、安全工作。另外作业机还配有引管绞车和连续管内孔吹扫空气系统,整车提升能力强,适应管径大、滚筒容量大、移运性能好、工况适应性强、作业安全可靠。该型作业机的研制成功将有助于推动国内连续管作业技术的快速发展。     

国外连续油管作业机的最新进展

随着连续油管应用领域的不断拓展,连续油管正朝着管径更大、长度更长的方向发展,这就要求连续油管作业机能够适应大尺寸连续油管作业的要求。为此进行了一系列改进研究,包括采用升降式滚筒设计、采用四驱式连续油管注入头、采用控制更为先进的电气化控制室和更为先进的连续油管对接技术。介绍了这些关键部份的功能和最新研究进展。     

连续管作业机自动控制系统研究

为了改进连续管作业机液控或电控液的传统手动操作模式,提升连续管作业机的自动化水平,提出连续管作业机自动控制系统。分析了操作与工况之间的关联性,在电液控制基础上引入逻辑判断和程序控制,并以气化采煤连续管装备为控制对象设计开发了一套应用样机。样机在模拟试验和现场应用中均取得了良好的效果。研究结果表明:连续管作业机自动控制系统可体现连续管作业机的自动化和信息化水平,解放劳动力的同时,操控更便捷。该系统的成功开发为复合连续管钻机控制系统的研发打下了基础。     

LG450/50-6500车载式连续管作业机

在重庆和四川的偏远地区蕴含丰富的油气资源,普遍井深超过5 000 m,但是这些地区道路条件复杂,拖装连续管作业机无法顺利达到井场,而普通车载式连续管作业机由于底盘车结构的限制,最大容量无法突破5 000 m(φ50.8 mm连续管),为此,开发了LG450/50-6500车载式连续管作业机。该作业机可适应川渝地区复杂的道路条件,并满足该地区页岩气等油气井作业需求。滚筒车底盘采用框架式大梁结构,滚筒车实际承载能力61 t,其框架尺寸可适应外缘直径3 760 mm,内宽2 200 mm的滚筒安装要求,满足6 500 m连续管(φ50.8 mm)的装载需求。注入头最大提升力450 kN,可满足6500 m连续管(φ50.8 mm)钻磨、压裂、冲洗井以及测井等不同类型作业要求。研究内容可为连续管作业机的应用和结构优化提供参考。     

连续管作业机软管滚筒制动装置设计

为了解决连续管作业机实际运输过程中滚筒在较差路况下出现晃动的问题,在充分考虑滚筒空间有限的情况下,提出了结构简单的液压控制制动装置,并在该制动结构的基础上进行了强度分析和疲劳寿命分析。分析结果显示：在液压缸施加21 kN推力的情况下,未简化的结构最大等效应力为233.5 MPa,经过简化的结构最大等效应力为62.89 MPa,满足选取材料强度的要求。疲劳寿命分析表明,制动结构的疲劳寿命在107次以上,安全性较高。     

新型一体化连续管作业机辅车研制及应用

为了进一步提升一体化连续管作业机的作业效率、降低作业成本,促进连续管装备配套技术发展,推进连续管装备和配套装置的集成化设计与应用,研制了新型一体化连续管作业机辅车,实现了配套泵注装置与连续管装备的集成.该辅车由II类底盘车、泵注装置、液压与控制系统、随车吊、防喷系统、发电机、长短支腿和附件等组成,配合一体化连续管作业机...     

连续管作业机滚筒液压传动系统方案设计

为进一步提高连续管作业机滚筒的性能,使滚筒能更好地与注入头进行协同工作,满足各种作业工况要求(尤其对于橇装设备及超深井复杂作业),对滚筒液压传动系统方案进行研究。通过分析滚筒工况,对3种滚筒液压传动系统方案进行对比分析,得出最优方案并进行试验验证。现场应用情况表明,所采用的方案能满足作业时的多种控制要求及各种作业工况,操作简单、安全可靠,进一步提升连续管作业机性能。     

一体化连续管作业机的研制及应用

为了解决连续管作业机安装和拆卸耗时较长的问题,研制了LG180/38-2600一体化连续管作业机。该作业机主车由底盘车、控制室、滚筒、软管滚筒、液压传动与控制系统、注入头、导向器和防喷盒等组成,采用双车一体化设计,适合通井、洗井一体化快速作业,具备良好的运移性能和现场作业适应性能。现场应用结果表明,该作业机连续管起下的最低速度稳定在0.1 m/min以内,最大解卡拉力达到300 kN,不仅实现了单车年作业次数第一,而且创造了良好的经济效益,达到了降本增效,降低劳动强度的目的。     

Development and Application of the Amphibious Modulized Skid-mounted CTU

This paper mainly introduces the structural composition,operating principle,major technical parameters,design features and technical features of the amphibious modulized skid-mounted coiled tubing unit(CTU).It also describes the experimental condition of this unit and its application in Jidong Oilfield.The unit has been successfully operated in Jidong Oilfield 30 well-times.The maximum lifting or snubbing depth is 2,300 m;the velocity is 15 m/min;the manifold pressure is 20 MPa;the maximum deviation angle is 35.8°.It has successfully realized the modularization of the CTU.The whole system uses an explosion-proof design,which achieves the second class of explosion-proof grade in the oilfield operation area,and gets the explosion-proof certificate and certification of the China Classification Society.It also obtains the marine operation qualification.This paper has a certain referential significance for the CTU's design and research.     

LG360/60F车橇式连续管作业机的研制

LG360/60F车橇式连续管作业机是针对青海油田恶劣的自然环境和作业工况而专门研制的,整机底盘车越野能力强,采取不沉式底盘设计,重心较低,运行平稳,可靠性高。车上安装有可液压升降的控制室、下沉式可快换的连续管滚筒、动力及液压源系统及3个软管滚筒;顶吊式橇座,在运输时安装固定注入头、导向器、防喷系统及辅件等部件。它能够在干燥环境和风沙气候条件下连续作业。现场应用情况表明,该作业机在作业中,低速挡最大走管速度达到22m/min,下井深度1 452 m,设备运行与控制正常,达到了设计标准。     

细长型井口回接连接器设计

井口回接连接器是顶部张紧立管的重要组成部分,对维持垂直通道的完整性有重要作用。介绍了细长型井口回接连接器的结构、工作原理、主要技术参数和原理样机的制造;计算了锁紧力和关键部件的强度。设计的细长型井口回接连接器用于连接顶部张紧立管和水下井口,具有尺寸小、安装方便、操作安全可靠等优点,适用于多种浮式平台,尤其是SPAR平台。     

Optimization of Wellhead Location Selection and Well Path Design

Abstract

In the petroleum industry, reservoir operations are generally very costly and most of the oil companies are interested in workflows that help saving the budget by optimizing different steps of filed-developmental planning and decision making, including wellhead location selection and well path design. These steps, in most oil companies, are usually carried out by different departments almost separately, thus calling for further reinvestigations, modifications, and reconsiderations to reach a final optimized plan. The authors introduce a new methodology that thoroughly integrates all the possible data through an available commercial software package (Petrel) and suggests the best possible optimization of wellhead location and well path design only in one run. It is observed that having considered the integration of all types of data available for deciding the field development plan, the well optimizer module of Petrel could be applied to select more optimized wellhead locations, more accurate reservoir targets, and more reliable drilling designs based on drilling cost models, all in one run, which systematically considers all the steps of the process as a whole, giving the best integrated optimized plan.     

车载式修井机井口对中装置设计与分析

简要介绍了车载式修井机井口对中装置的应用背景。论述了车载式修井机井口对中装置的结构设计,并应用SolidWorks仿真软件对其进行了有限元分析,获得了井口对中装置在弹性地基梁基础上的应力、变形情况。     

基于嵌入式的天然气井口数据远程监测系统设计

设计的嵌入式天然气井口数据远程监测系统以嵌入式微处理器ARM7为核心硬件,以GSM网络作为传输平台,利用短信业务方式完成数据的无线传输。上位机使用LabVIEW软件搭建虚拟仪器平台,实现天然气井口数据的远程监测。结果表明所设计的气井远程监测系统稳定性好、实时性强、可靠性高,在提高生产效率的同时节省了组网成本,降低了员工劳动强度。     

连续管测井机滚筒总成结构设计

为解决水平井测井作业难题,最新研制了一种经济、安全、有效的连续管测井机。介绍了连续管测井机滚筒总成的结构组成和工作原理,对滚筒总成的主要零部件进行了分析计算和结构设计。滚筒总成以其独特的分体双半轴结构,满足了井下测井数据信号传输和液体循环需要,适用于连续管测井机和连续管作业机中。所用的分析和设计方法亦可对连续管装备的研制和设计提供分析和参考。     

一种新型井口密封装置优化设计及应用

通常,水平井洗井冲砂采用反循环作业工艺,使用井口密封装置封闭钻具与井壁的环空。胶芯作为井口密封装置的核心部件,一旦密封失效,将导致整体作业失败。研制一种新型井口密封装置,分析胶芯在几种典型工作状态下的受力与变形规律,开展胶芯密封机理研究。利用有限元法对胶芯关键尺寸进行优化设计,并进行测试研究,对于提高密封装置的使用性能及寿命具有重要指导意义。