新型不压井井下控制开关的研制与应用

新型液压控制开关是高压油井丢手不压井作业管柱的关键工具，该工具配套形成的丢手不压井作业工艺技术同时解决了高压油井作业时拆装井口、起下抽油杆和起下油管柱时的带喷问题；同时该技术有效地防止了清蜡洗井等入井液对油层的损害问题，对开发高压低渗透油田有重要意义。本文主要介绍了新型液压控制开关的结构、工作原理、设计计算及应用。     

智能井井下对接工具的研制

为了达到液控智能井在需要检泵或出现控制管线拔断等故障需要维修时,不用将井下工具全部提出的目的,研制了一种适合于油、气、水开采的智能井井下对接工具。该工具包括留井对接总成和留井密封总成,通过该工具将井下生产管柱分离,并进行快速准确地对接。对接采用棘爪分瓣式螺纹结构,对接强度高,对接方便、可靠;采用球阀关闭原理,保证6个传压通道同时处于密封状态。实验室的测试结果表明,该工具具有非常可靠的密封能力,能够满足深海智能井的开采要求。智能井井下对接工具的研制有利于智能井技术的大面积推广。     

新型固井井下低频水力振动装置研究

针对现有井下振动装置在应用上存在局限性的问题,结合现场工程实际,在系统调研的基础上,提出了新型强制复位井下低频水力振动装置的设计方案。装置工作时,在液压力作用下柱塞压缩弹簧下行,卸压孔、泄油孔依次打开,环空压力升高;泄流后弹簧推动柱塞上行复位,依次关闭泄流孔、卸压孔,环空压力降低;柱塞往复运动产生环空流体压力波动。新型振动装置具有良好的固井工况适应性,适应于常规固井工艺和特殊井况;可针对施工水泥浆密度、排量进行输出参数调控。PL003-03井的应用表明,全井段固井质量优良率达到84%。     

新型耐腐耐磨控制阀的研制

论述了陶瓷内件控制阀的研制，该阀内件同时具有耐腐蚀、耐磨损(包括冲刷、气蚀)与耐高温的性能。已获得成功应用。     

全过程欠平衡作业用井下控制阀研制

作为传统的欠平衡钻井技术（UBD）的延伸,全过程欠平衡作业技术以其更好地保护油气藏、降低成本和提高采收率的优点得到了广泛的应用。国外技术和应用情况表明,传统的强行起下钻装置已不能很好地满足全过程欠平衡作业的要求,现场需要适应性更强的井下隔离技术和配套的套管阀工具。根据全过程欠平衡作业工艺,提出井下隔离工具的技术要求。通过有限元分析和优化设计等手段,开发出具有自主知识产权的全过程欠平衡作业专用井下控制阀（DCV）,主要指标已经达到国外同类技术水平。     

GH-高温调剖剂的研制与应用

针对稠油热采井汽窜问题 ,通过室内及现场试验研制出一种新型的高温调剖剂。它是由热固性PF树脂做为成胶骨架与无机物复合 ,在地层温度下反应形成凝胶体 ,具有工作液粘度低 ( 80mPa·s)、便于注入、可在地层温度成胶、成胶时间可调、耐温性能好、封堵强度高、有效期长的特点。通过室内和现场试验证明 ,GH 高温调剖剂适用于稠油热采井高温调剖。     

井下流量控制阀金属密封仿真研究

智能井的井下流量控制阀中的金属密封对于其可靠性具有重要的影响。针对具有圆度误差的金属密封和滑套的密封副(以下简称为金属密封副),利用ABAQUS研究了介质压力和初始过盈量对其接触应力的影响。研究发现:①当金属密封副的2个椭圆截面长轴正交或重合时,接触应力沿接触环面分别呈“W”型或“M”型曲线分布。2种曲线上波峰和波谷处的接触应力的最值与密封面上的平均接触应力均随着介质压力、初始过盈量和滑套圆度误差的增加而增加; ②当金属密封副的2个椭圆长轴夹角θ为15～75°时,接触应力分布曲线的波峰和波谷的最值和密封面上的平均接触应力先减小后增加,且与θ的关系曲线均关于θ=45°线近似对称。     

抽油泵间隙在高温下的变化

在蒸汽吞吐和蒸汽驱的热采井中,热抽期间井下温度一般可达200℃左右,抽油泵衬套和柱塞受热体积膨胀不均,使泵间隙减小。试验测量表明,普通泵泵间隙减小0.01～0.03mm。因此,在选择抽油泵间隙时,热采井比非热采井应大0.02～0.03mm为宜。     

大港油田滩海地区电泵井井下安全控制系统研制

大港油田滩海油田目前主要采用φ244.5 mm（95/8英寸）套管完井,部分断块具有高压、高气油比的特征,常规井下安全生产配套工具已经不能满足生产需要。从大港油田滩海油田勘探开发的实际情况出发,研制开发了φ244.5 mm（95/8英寸）套管电泵井井下安全控制系统,能够满足该地区试油试采及安全环保的要求。     

组合式套管预应力地锚工具的研制与应用

针对目前稠油热采井预应力固井中地锚抓地可靠性差、定位不准及抗拉力不足等问题, 研制了组合式套管预应力地锚工具。该工具下到预定位置后投球憋压,胀开锚爪,即可提拉预应 力,保证了准确定位;实现了地锚、浮箍、引鞋一体化,可自动灌钻井液;采用3只锚爪均匀分 布,有利于套管居中,提高固井质量。现场应用5口井最大预拉应力达480kN,完全满足预应力 固井施工要求。该工具技术先进、操作简便,具有良好的推广应用前景。     

海上油井井下安全阀

目前国内尚没有适合海上油井完井采油的井下安全阀定型产品，为此研制出SF－1型井下安全阀。这种阀主要由活塞总成、弹簧、阀板总成及中心管等组成。样阀经室内性能检验及现场应用试验，其性能完全达到海上油井采油工艺要求。     

多砂井用保护油层井底开关的研制

针对修井作业中的井喷、井涌和井漏现象, 研制了一种径向开启的保护油层井底开关。此开关能在井内压力小于油层压力时开启, 大于油层压力时关闭。抽油井正常工作时, 开关能保证油液顺利通过; 洗井时, 能关闭采油层, 防止洗井液漏入油层, 此时整个油井仍相通, 可实现油井的彻底清洗。为防止井喷, 设计了由长短轨道套控制的液动环形活塞, 采用向井内加压的方法推动活塞将开关强行关闭或开启。此外, 这种井底开关在多砂井中还能防砂卡和砂堵。     

多功能KSL—100滑套式井下水力开关

油田常用的井下开关控制工具只有开启或关闭一种功能 ,若要实现关闭 -开启 -关闭过程 ,必须重新起下管柱 ,因此施工时作业时间长 ,效率低。鉴于此 ,吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院研制出多功能KSL— 10 0滑套式井下水力开关 ,采取液压控制 ,通过连接部分、控制部分和滑套关闭总成三者的有机结合 ,在井下一趟管柱即能成功实现关闭 -开启 -关闭过程。应用工艺和现场应用情况表明 ,KSL— 10 0滑套式水力开关适用于机械卡封、找堵水一趟管柱和选层酸化等多种作业 ,能简化管柱结构 ,降低作业难度和作业成本 ,提高作业效率。已在现场近5种工艺措施中成功应用 30余井次     

海上热采隔热型井下工具的研制

目前海上热采井应用的井下工具不具有隔热功能,在热采井注热流体时管柱多处存在热损失点,这在一定程度上降低了隔热管柱的整体隔热性能。为此,研制了隔热型井下工具(热补偿器、隔热型扶正器和隔热型接箍)。热补偿器主体和接头均采用隔热结构设计,确保隔热性能,主体材料选用耐腐蚀不锈钢材料并经过处理,在满足防腐蚀性能的同时又满足强度要求;隔热型扶正器采用多组扶正块均匀排列方式,保证扶正块在圆周方向上均匀受力,保证管柱居中。隔热效果检测和现场应用结果表明,海上热采隔热型井下工具的隔热性能等级达到C级以上,应用成功率达100%,提高了整体管柱的隔热性能。     

液控式修井井下开关的研制

为实现采油井的无污染作业 ,研制了液控式修井井下开关。这种开关除具备自控式井下开关的所有功能外 ,又增加了液控功能。当油井进行检泵作业时 ,在地层压力较大的情况下井下开关能自动关闭 ,作业完毕关井稳压 ,当阀体上下压力达到平衡时 ,阀体下落 ,开关可自动打开 ;当地层压力较小时 ,井下开关不能自动关闭 ,作业过程中井口会产生溢流 ,这时可通过地面加液压将开关关闭 ,作业完毕再向井内加液压可将开关打开 ,油井即可恢复正常生产。该工具的推广应用不仅降低了采油成本 ,而且对防止油层污染 ,保护环境均具有重大意义。     

井下智能找堵水分层采油技术

介绍了一种井下智能分层采油技术,一趟管柱实现井下找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能。用封隔器将井下各层位封隔,管柱上对应的每一个目的层段安装一套智能开关器。找堵水过程中井下智能开关能按照设定的时间顺序自动打开或关闭油层,实现油井的找水、堵水措施,达到任意选层开采,降水增油的目的。同时在生产过程中,内置压力计可连续监测分层压力资料,分析油层分层参数(分层压力、渗透率、污染系数)等资料,为精细掌握油藏动态特性提供依据。     

井下套管阀的机械机构设计与试验

鉴于国外公司的井下套管阀技术比较先进,但其服务费用极其昂贵,引进该设备将会使钻井成本大幅提高的问题,研制出功能完善且技术指标满足使用要求的井下套管阀。整套系统由地面控制系统及井下阀体系统组成。地面液压控制系统通过较长的控制线远程控制套管阀井下阀体,由双控液压、控制线输出液压能,未控制井下阀体内液压缸的往复动作,从而间接控制阀体内瓣阀的开关,实现井下封井及打开作业。现场试验情况表明,该井下套管阀实现了实时压力检测,液压站工作稳定,满足现场施工要求。     

井下隔离法全过程欠平衡钻井技术及应用

全过程欠平衡技术是指在不压井的条件下实现欠平衡钻进、不压井起下钻具、电测仪器、完井管具等。井下隔离技术是利用套管阀将井下的油气和压力封隔在阀板以下，是目前最实用的一种不压井作业技术。因此,决定在胜利油田渤深6-13井采用该技术。在详细分析全过程欠平衡技术特点和技术关键的基础上，根据渤深6潜山的地质情况，结合该区块欠平衡作业的经验，针对该井制定了不压井作业施工方案，配套完善了欠平衡装备和工具，对施工人员进行了技术培训，最终利用井下套管阀成功地实施了从钻进到下筛管的全过程欠平衡作业。     

新型卡瓦式井下节流器打捞工具研制及应用

针对现有工具打捞未失效卡瓦式井下节流器的问题,设计了一种压缩卡瓦式井下节流器中心杆并使其胶筒回缩的新型打捞工具。现场应用表明:该工具操作方便、结构合理、性能可靠、易于加工;有效提高了卡瓦式井下节流器打捞成功率,缩短了打捞作业时间,节约了打捞费用,在苏里格气田节流器打捞作业中发挥了重要作用。