尾管固井技术中胶塞失效分析

对尾管固井施工中钻杆胶塞被卡死、胶塞损伤与复合后尾管胶塞未释放等3种典型胶塞失效案例进行分析,找出了失效的原因,并提出以下改进措施及建议:减少胶塞下行时环境内的固相沉积与脱落,增加通径规刮刷功能,以去除钻杆内壁附着物;提高胶塞综合性能,如耐温性能、冲击强度和皮碗橡胶扯断强度等,防止胶塞在替浆过程中损伤,尽量避免送入工具及尾管柱内径变化较大与直台阶;当钻杆胶塞与尾管胶塞复合时,应根据尾管胶塞剪钉的剪切压力合理优化顶替排量,确保剪断尾管胶塞剪钉。     

柴达木盆地冷探1井尾管悬挂器丢手异常固井实践

冷探1井五开?190.5 mm钻头钻至井深5 708.5 m,下入?139.7 mm尾管,尾管悬挂器经验证不能丢手,固井失败风险加大。同时,固井施工还面临尾管一次封固段长2 506 m、上下温差65 ℃、水泥浆综合性能要求高、水泥浆侵害有机盐钻井液严重、地层存在高压气层、油气上窜速度高难压稳、井控风险高等难题。通过控制过提50 kN、200 kN、300 kN、350 kN、400 kN,上提静停2~3 min,然后下放至原悬重1 150 kN,每次动作重复操作3~4次反复丢手验证的方法,顺利拔出了中心管,悬挂器最终丢手成功。采用抗高温防气窜水泥浆体系及先导保护钻井液和抗污染冲洗加重隔离液,确保固井安全,提高固井质量。高温防气窜水泥浆体系浆体流动度大于21 cm,稠化时间在设计范围内且可调,滤失量小于50 mL,游离液为0,沉降稳定性不大于0.02 g/cm3,水泥石抗压强度发展迅速,48 h 顶部抗压强度达14 MPa以上,满足深探井油层尾管固井技术要求,确保了冷探1井?139.7 mm尾管固井的成功施工。     

深井重载固井尾管外台肩悬挂器研究

尾管固井使用的卡瓦式悬挂器,由于受悬挂套管重量的限制,不能满足深井重载长尾管固井的施工要求。为了解决4700m气探井悬挂1800m?177.8mm(7in)尾管的问题,长庆油田研制出了结构新颖的WXG9×7固井尾管外台肩悬挂器、文中介绍了外台肩悬挂器的结构特点、室内台架试验、大直径试验井的模拟试验和现场工业应用情况。实践证明,该悬挂器具有悬挂可靠、操作方便、成功率高、循环通道大、密封性能好、能上下活动尾管等一系列优点,完全能满足深井重载长尾管固井的施工要求,具有广阔的应用前景。该悬挂器已获国家专利,专利号;ZL95212929.9。     

一种新型固井工具——可控尾管悬挂器

为解决深井、超深井、定向斜井、水平井尾管悬挂固井中,尾管悬挂器在入井中途开泵循环易发生提前悬挂失效,碰压器处于井底大斜度井段使球与球座难以密封所导致的延后悬挂失效,浮箍被过流浆体杂物阻卡时所导致的回流控制失效等技术难题,研制了一种能解决以上问题的新型工具。该工具设置了悬挂、碰压和回流综合控制系统,即控制了液缸与套管内连通的压力通道,将碰压器改设于尾管柱顶部,设计了复合胶塞自锁机构。该工具使用方便、节约成本,解决了悬挂、碰压和回流控制失效的技术难题。     

尾管悬挂器

目前国内用于水平井油层专打悬挂筛管完井工艺,多采用固井悬挂器加管外封隔器及配套工具组合,以实现悬挂筛管和密封油套环空的目的。在施工过程中,首先将尾管悬挂器、管外封隔器、配套工具、套管和筛管丢人井内;再下胀封钻柱,进行反替泥浆、油层保护液或酸洗油层等工艺;然后,钻柱内投球憋压胀封封隔器,密封油套环空,提出胀封钻柱,即可完井。该工艺的弊端是：为方便丢手,悬挂器一般坐挂在75°的井斜范围内,重合段长,不经济;施工工艺繁琐;悬挂器无解封装置,一旦遇到特殊情况,中途坐挂,无法解封,只能磨铣。     

膨胀式尾管悬挂器在高压气井固井中的应用

固井作业中的环空漏失是高压气井及异常高压气井固井作业中所面临的难题,常规边漏失边固井的现场固井技术无法使固井质量得到有效保障,给后期开采作业带来安全隐患,甚至导致部分井的报废。鉴于膨胀管技术的进展及其优势,介绍了膨胀式尾管悬挂器的结构组成、工作原理与技术特点,并结合塔里木油田迪那2 8井的固井实例,分析了膨胀式尾管悬挂器在异常高压气井固井中的应用效果。结果表明,在异常高压气井应用膨胀式尾管悬挂器固井不仅质量良好,而且可以彻底解决卡瓦式尾管悬挂器在固井中的环空泄漏问题,施工工艺简单,安全性更高。该技术的应用为异常高压气井固井提供了新的途径。     

深井、大斜度井尾管悬挂固井工艺

针对深井、大斜度井尾管固井风险高、技术复杂、施工难度大、质量要求高等特点,研制了一种液压-机械联作式自动脱挂尾管悬挂器以及固井工艺,介绍了该悬挂器的结构、工作原理、性能特点。该悬挂器采用液压剪销坐挂、自动脱挂,双胶塞碰压顶替的工作方式,可实现坐封、脱挂、碰压、冲洗连续施工,允许大幅度上提、下放、旋转套管及中途循环钻井液,能够有效解决深井、大斜度井尾管固井坐挂难、倒扣难、留水泥塞等技术难题。通过15口井的现场应用,表明该工艺可提高尾管固井质量、缩短钻完井时间、降低成本、减少井下钻具事故,有进一步推广的价值。     

液压式尾管悬挂器常见失效形式分析及对策

在深井、高温或高压环境下,尾管悬挂器失效的情况仍时有发生,造成井下复杂、固井质量差、完井成本增加等。结合近期尾管悬挂器在国外项目中的使用情况,分析了液压式尾管悬挂器常见的失效形式,主要包括:坐挂失效、倒扣失败和循环短路。结合施工的实际,指出了失效的原因并提出了相应的对策和预防措施。     

大陆架抗高温悬挂器在胜科1井尾管固井中成功应用

胜科1井是中国东部最深一口重点科学探索井，钻井目的是进一步研究和评价胜利油田东营凹陷孔2段烃源岩、盐下构造油气情况，并为下一步勘探部署提供依据。该井完钻井深7026m，井底温度达240℃，钻井液密度1．75kg／L。     

深井超深井尾管固井悬挂技术研究

综合分析了深井、超深井以及复杂井眼条件下尾管悬挂固井引发的各种问题和尾管固井失败的原因，研究了现有尾管悬挂器在施工时过流断面大小及悬挂可靠性等问题。提出悬挂接头尾管固井工艺。悬挂接头过流断面可增加30％～43．2％，悬挂能力明显提高，坐挂可靠性增强，可大大提高固井施工成功率。     

悬挂器坐挂失效的简要分析

为降低钻井成本 ,各油田采用尾管完井已很普遍。然而 ,生产应用中发现 ,这种完井工艺尚存在许多问题。突出问题是悬挂器坐挂失效 ,给现场施工人员带来许多麻烦。文中从悬挂器受力分析角度出发 ,借用数学工具 ,探讨了悬挂器自锁条件及与悬挂负荷有关的几个因素 ,分析得出悬挂器坐挂失效的原因     

BTA技术分析在HEMP中的应用

近年来，领结图分析（Bow-Tie Analysis，缩写BTA）技术日益广泛被应用于石油化工建设项目的HSE管理和安全设计中。作为技术核心，BTA对危害及后果管理程序（Hazards and Effects Management Process，缩写HEMP）的成败起到了至关重要的作用。在陈述BTA起源背景、理论方法的基础上，着重细化并解决了在石化项目HSE管理中与领结图中顶事件、威胁预防措施、应急削减措施和升级因素等关键要素相关联的事件和活动任务，给出了BTA在HEMP中的实施程序和应用举例，说明BrrA是解决石化项目HSE管理和HEMP的工具。     

基于模糊FTA水下采油树油管挂安装风险分析

为了降低水下采油树油管挂下放安装风险,采用模糊事故树分析法对其下放安装过程进行风险分析。介绍了油管挂下放安装过程,通过分析连接、定位、锁紧和密封测试4个主要过程,建立了以油管挂安装失效为顶事件的事故树。对事故树进行定量分析,并采用专家综合评判与模糊集理论相结合的方法确定基本事件的失效概率。将专家自然语言转化为模糊数,再去模糊化转化成失效概率。计算顶事件发生的概率,对基本事件进行敏感度分析找出关键事件。风险分析结果表明,分析结果与历史操作经验吻合,验证了采用模糊事故树方法评估油管挂安装风险的可行性。     

基于T-S模糊故障树油管挂安装作业风险分析

针对油管挂安装作业风险分析时存在的故障数据缺乏、故障机理及事件间的联系不确定性,以及传统布尔逻辑门适用性不足等问题,提出一种将模糊理论和T-S模型引入到故障树中的分析方法,即用模糊可能性描述部件的失效概率,用T-S模糊门描述各事件间的联系,用模糊数描述部件的故障程度。该方法有效克服了传统故障树在处理模糊信息以及故障机理不确定等方面的不足,提高了油管挂安装作业故障分析结果的准确度。通过对油管挂安装作业风险实例分析,进一步验证了该方法的可行性和准确性。研究结果为油管挂系统制定安装方案时有效采取相应措施以降低安装过程中的风险提供了依据。     

振动固井对泥饼的剪切作用机理研究

钻井时钻井液会在井壁上形成泥饼,如果固井时泥饼没有被清除掉,就会在井壁上形成一个不可固化层,严重影响第二界面的胶结强度,而振动固井可以通过剪切作用清除泥饼,提高固井质量,但人们对其作用机理还缺乏认识。为此,利用有限元法,对振动固井中的泥饼剪切作用过程与规律进行了数值模拟分析。分析结果表明:振动固井产生的振动波对泥饼的剪切力比环空流动产生的剪切力大,可以直接剪切除去部分泥饼;振动波的频率比较低时,振动波可以剪除虚泥饼层与部分可压缩层;振动波的频率比较高时可以剪除泥饼可压缩层与部分密实层,泥饼致密层一般不会被破坏。由于频率高的振动波衰减较快,传播距离短,振动固井时为了提高泥饼的破坏程度,不能一味地提高振动波的频率,应在保证振动波传播距离足够的条件下,适当提高振动波的频率。      

特殊注水泥作业“插旗杆”事故案例分析与思考

随着深井、复杂井等特殊注水泥施工作业的增多,“插旗杆”事故时有发生,虽然作业类型不同,事故原因各异,但后果严重,损失惊人.例举了注水泥塞、挤水泥和尾管固井3种不同作业类型的部分卡钻事故案例,分析了事故原因和影响施工安全的因素.对汲取教训、警示未来,具有一定的借鉴和参考价值.     

利用SPS模拟西气东输管道压气站单机失效问题及建议

结合西气东输管道2+0(两用零备)配置压气站单机失效分析的结果,分析研究SPS理想压缩机模型(以下简称"理想模型")和带芯压缩机模型(以下简称"带芯模型")的差异,对利用理想模型和带芯模型模拟单机失效结果进行对比研究,分析存在误差的原因,找到利用理想模型进行单机失效分析存在的问题。通过增加单机失效压气站通过流量的限制条件,使理想模型模拟机组单机失效的结果趋于带芯模型的模拟结果,为可行性研究阶段模拟机组单机失效创造了条件。     

南海东部模块钻机顶驱系统的Bow-Tie风险管理模型

针对南海东部模块钻机顶驱系统的风险分析及控制问题,采用故障模式和影响分析(FMEA)方法对模块钻机顶驱系统进行研究,并对顶驱系统各故障模式的风险进行评估;根据各类顶驱故障的RPN值,基于最低合理可行(ALARP)原则,确定顶驱系统潜在故障模式的"风险优先等级及可接受度"划分标准,为高、中、低风险故障模式控制措施的制定提供依据;结合顶驱系统的FMEA分析结果和风险优先控制等级分类情况,分析了顶驱系统故障的Bow-Tie安全措施,建立了南海东部模块钻机顶驱系统的Bow-Tie风险管理模型。该模型可视化强,通过故障前预处理和故障后控制措施可以较好地控制顶驱系统的风险,为顶驱系统的现场管理提供依据。     

内嵌卡瓦尾管悬挂器坐挂系统力学模型研究

内嵌卡瓦式尾管悬挂器结构复杂,卡瓦咬合力是决定尾管悬挂器坐挂成功的关键因素。根据内嵌卡瓦坐挂系统的结构形式和加工工艺,根据矩阵理论建立了内嵌卡瓦式尾管悬挂器坐挂系统的力学模型,得到了卡瓦咬合力的理论计算方法,分析了卡瓦的咬合力与尾管重力、加工过程中刀具转角和接触面的摩擦系数的关系。进行了内嵌卡瓦尾管悬挂器与套管的坐挂试验,通过应变测试系统对不同轴向载荷下的套管外侧应变进行了采集与分析,基于拉梅公式进一步得到了卡瓦与套管内壁的接触应力。研究结果表明,卡瓦与套管接触应变的理论计算值与试验平均值比较吻合,最大应力约为平均应力的150%,最小应力约为平均应力的70%。坐挂力学模型理论分析和试验研究结果可以为悬挂器结构的设计和优化提供理论依据。