易钻浮箍浮鞋的研制及应用

针对国内面临的浮箍浮鞋钻除困难的问题及当前对钻井提速的迫切需求,研制了新型易钻浮箍浮鞋。通过开发高分子材料回压阀及采用早强微膨胀抗渗混凝土填充,极大提高了浮箍浮鞋的可钻性和可靠性。易钻浮箍浮鞋在完成地面性能实验评价后进行了工业化推广应用,取得了良好的应用效果,验证了该型浮箍浮鞋的安全可靠性及优良的可钻除性能。     

浮箍浮鞋自动试压装置

浮箍浮鞋是套管串及固井过程的一个关键附件,内部水泥胶结体承压能力是反映其性能的关键指标,需要进行试压检验.目前的检验设备存在工作量大,安全性低的缺陷,无法满足生产需要.为此,设计研制出浮箍浮鞋自动试压装置,选用液压系统作为动力源,通过计算机控制试压装置完成工件的试压、检测和区分.     

华北Ⅰ型浮箍浮鞋结构特点及其使用

过去各油田使用的套管附件,如引鞋、套管鞋、回压阀、阻流环和旋流短节等的结构很不统一,使用中存在许多问题。有的附件分散,使用时串联不便;有的可钻性差,再次开钻时需下专用磨鞋磨除;有的耐温性能差,井下温度较高时失去耐回压性能;有的密封可靠性差,不能憋压候凝,直接影响了水泥石与套管的胶结质量,降低了油气井的使用寿命。华北Ⅰ型浮箍、浮鞋综合了国外浮箍、浮鞋的优点,具有结构紧凑、串接方便、耐回压可靠、容易钻除等特点。     

高性能弹浮式套管浮箍的研制及在页岩气井的应用

在页岩气水平井固井中,现有套管浮箍可靠性低,常因浮箍失效对固井质量造成不良影响。为解决该问题,分析了浮箍失效的具体原因,确定了提高浮箍可靠性的结构改进技术方案,通过仿真模拟分析了该方案的可行性,并在室内模拟试验和分析其综合性能的基础上,研制了高性能弹浮式套管浮箍。室内试验表明,研制的浮箍可耐压60 MPa,耐温180℃,在2.0 m3/min排量下冲蚀72 h无损伤。该套管浮箍在涪陵页岩气田焦石坝区块的200多口页岩气水平井中进行了应用,应用结果表明,弹浮式浮箍耐高压、耐高温、耐冲蚀、可靠性高（一次坐封可靠率达100%）。研究认为,该浮箍可广泛应用于各类套管外大压差井、水平井、高温深井和复杂井的固井作业。      

浮箍井下工作环境与失效分析

在整个固井过程中，固井工具及附件的工作情况是影响固井质量的重要因素，有的固井工具甚至是固井成败的关键。固井工具在井下是否正常工作，不仅要受地面操作的影响，而且井下环境也会对固井工具的工作情况产生重要影响。井下环境包括井眼、地层、套管、钻井液性能、井下温度、井下压力、循环排量及时间等综合因素，这些因素都会对固井工具的正常工作产生影响，甚至使工具失效。浮箍是一个单向阀，其功能是在注水泥后阻止水泥浆进入套管内，从而控制水泥塞高度。如果浮箍失效，就会造成水泥塞过高，外部环空不能完全封隔，有时需要补救挤水泥，固井质量低。对影响浮箍的温度、钻井液和水泥浆、循环、压差等井下环境作了详细的分析，提出了保证浮箍使用效果的一些建议。     

大陆架尾管悬挂器、浮箍和浮鞋创国内下深纪录

在中国石化重点科探井、亚洲第一垂直深井——塔深1井五开固井中，大陆架公司为该井专门设计制造的SSX-A型双锥双液缸尾管悬挂器、浮箍和浮鞋分别在井深6637和8405m应用成功，创造了国内同类固井工具的下深纪录。     

浅析自动灌泥浆和固井回压控制

下套管时,为了平衡管内与环空液柱之间的压力,就要灌泥浆。人工灌泥浆时,往往发生少灌或漏灌,致使发生严重事故。为此,国外普遍使用自动灌泥浆的回压凡尔——浮箍或浮鞋。在下套管过程中,泥浆通过浮箍或浮鞋从井底进入套管。同时,还可根据不同井深要求,选择不同的灌浆孔径,以控制管柱内液面的高度。     

浅析自动灌泥浆和固井回压控制

下套管时,为了平衡管内与环空液柱之间的压力,就要灌泥浆。人工灌泥浆时,往往发生少灌或漏灌,致使发生严重事故。为此,国外普遍使用自动灌泥浆的回压凡尔——浮箍或浮鞋。在下套管过程中,泥浆通过浮箍或浮鞋从井底进入套管。同时,还可根据不同井深要求,选择不同的灌浆孔径,以控制管柱内液面的高度。     

碰压自锁固井水泥塞控制器的研制

现场浮箍失效在近期常有发生,使水泥浆倒流、封固段缩短、水泥塞增高,严重影响了固井质量,增加了钻井成本。为改变当前浮箍失效的状况,对浮箍失效的原因进行了深入分析,在保证密封体与密封座吻合的前提下,设计上尽可能扩展浆体的过流间隙,适当提高密封体的自由度,增强浮箍对阻卡物的释放能力。所研制出的“碰压自锁水泥塞控制器”解决了固井水泥塞控制技术的一大难题,能克服浮箍失效的后期隐患,可防止“水泥浆替空”和“水泥浆倒流”,达到了提高固井质量的目的。     

供下中间套管用的尼龙浮箍

<正> 大家知道,在钻井过程中,往往需要向井内下入中间套管。原来下中间套管所用浮箍的回压凡尔大多为钢质或生铁的。这种浮箍的缺点是成本较高,可钻性差,而且在钻掉水泥塞后,井下往往留下许多钢铁碎块,妨碍继续钻进。针对这些问题,我们采用尼龙6制作浮箍的回压凡尔。通过几年的现场试用证明,这种尼龙浮箍避免了钢质或生铁浮箍所存在的     

免钻免捞筛管顶部固井工艺研究与现场试验

常规筛管顶部固井工艺兼有筛管和尾管固井工艺的优点,但是固井后需要钻除管内附件。为提高筛管顶部固井工艺效率,优化了内、外管柱的结构,使用皮碗封隔器和滑套式分级箍代替常规筛管顶部固井工艺中的盲板和压差式分级箍,通过移动内管柱位置实现坐挂、注水泥、循环等操作,固井后提出内管柱时将残留附件一次带出,套管内不会残留盲板和分级箍内套,通径满足后续作业需要,实现了固井后免钻免捞,并可通过调整皮碗封隔器尺寸实现不同复合尺寸套管筛管完井。该工艺在渤海湾海上合作区块的X井进行了现场试验,完成了φ177.8 mm尾管+φ139.7 mm筛管复合管柱的筛管顶部尾管注水泥固井作业,固井候凝后直接投产,无需钻塞,节约了钻机时间。      

筛管外水泥环挤压酸洗管柱研制与应用

在筛管完井注水泥过程中,封隔器破损或卡封部位井径扩大,水泥浆会漏入筛管段将油层封固。为了打开油层重新建立油气生产通道,基于自主研制的水泥环挤压装置,形成了水泥环挤压酸洗管柱。水泥环挤压装置两端的封隔总成能够密封挤压装置与筛管之间的环空,然后利用节流传压总成传递的高压破碎筛管外的水泥环,而管柱底部的密封插管可打开人工井底的洗井阀并建立反循环洗井通道,将筛管外的水泥碎渣反洗至地面,恢复近井地带的渗透率。水泥环挤压酸洗管柱在胜利油田5口井进行了现场试验,成功率100%,试挤作业施工后,被封固的筛管段与地层连通性恢复正常。水泥环挤压酸洗管柱的成功研制,为解决筛管顶部注水泥完井后筛管段漏入水泥的问题提供了一种新的处理方法。      

中短半径井眼固井防砂一体化管柱研究与试验

为了解决渤海油田中短半径裸眼井固井防砂一体化作业无适用管柱的问题,针对渤海油田的开发情况与技术现状,设计了一套适用于中短半径井眼的固井防砂一体化管柱,对其安全性、通过性的分析结果发现:该管柱在下入过程中不会出现螺旋弯曲,安全性达到了要求;可以顺利通过最大狗腿度为19.28°/30 m、曲率半径为89.20 m的井眼。试验井试验和现场试验均表明:中短半径井眼固井防砂一体化管柱的安全性和通过性达到了设计要求,能实现实现一趟钻完成上部井段固井作业和下部储层段选择性固井和砾石充填防砂作业的功能,能够满足渤海油田中短半径裸眼井实施固井防砂一体化作业的需求。      

一种新型注水泥工艺管柱在套保油田的应用

针对套保油田的出水问题,设计了一种新型注水泥工艺管柱进行水泥堵水。该工艺用油管连接具有丢手功能的可钻桥塞下至预封堵层的上部,在地面采用泵罐车打压使得桥塞坐封,同时配置适量水泥浆注入井内,替完井筒内的水泥浆后打压或上提管柱丢手,上部油管可提出井筒,水泥浆在井下静止状态下候凝。该工艺管柱的主要特点是采用具有节流、单流止逆及丢手功能的可钻桥塞作为主要的封堵工具;丢手部件为铸铁部件,便于扫塞,可进行重复作业。在套保油田施工3口井,成功率达100%。该工艺管柱操作简便,便于推广。     

新型筛管顶部注水泥工艺及配套装置分析

针对传统筛管顶部注水泥工艺中,管内液柱振动易导致分级箍提前开孔,管外封隔器提前涨封等问题。提出新型筛管顶部注水泥工艺方案,研制2套独立的配套装置。该装置集管外封隔器、分级注水泥器、平衡阀、球座为一体,用球座和平衡阀替代常规管柱中的盲板结构,改变传统管柱结构中的“死腔”形式。新型结构在下套管过程中不产生水击压力。如果发生管柱遇阻情况,通过开泵循环的方式能帮助套管下放到位,避免了常规工艺中的施工风险,具有良好的应用前景。     

电力振动器激振作用下的套管串振动特性

振动固井是一种能够明显提高固井界面胶结强度的新方法,但推广使用该方法则需要解决水泥浆候凝阶段如何使固井管柱产生井下径向振动的问题。为此,研制了电力振动器。该振动器由高温电机振动组件把电能转化为机械能,电机振动组件通过输出轴带动偏心块旋转形成激振源,对套管串底部产生一个沿轴向方向旋转的激振力;然后运用主坐标分析法,分析激振力在直井套管串产生的振动特性,得出电力振动器振动对套管串产生的动响应模型;最后以某井井身结构设计为依据,分析了不同套管串长度、不同激振力和不同振动频率对套管串最下端的振动幅值的影响。研究结果表明:(1)套管串长度与套管串最下端的振动幅值呈反比关系;(2)激振力与套管串最下端的振动幅值呈正比关系;(3)振动频率的平方与套管串最下端的振动幅值呈反比关系。该研究成果可为在不同井深和不同振幅需求的固井现场应用振动固井技术提供理论支撑。     

复杂深井尾管固井及回接技术实践

尾管悬挂固井是一种工程经济效益较高、注水泥环空阻力较低且有利于改善套管柱轴向设计和再钻进水力条件的固井方法，常常应用于深井超深井的固井作业。鄯科1井是一口科学探索井，完井尾管具有井径极不规则（实测井径扩大率最大为139.82%，最小为－6.02%）、施工压力高（15~20 MPa）、封固段长（考虑水泥余量的情况下封固段可长达1500 m）和尾管回接固井要求封固两头且不使用分级注水泥等难点。文章针对固井难点，总结出一套适用于复杂深井尾管及其回接固井的优化设计关键技术，它主要包括管串选择、套管扶正器加法、水泥浆体系优选、施工压力校核和配套工艺措施。实践证明，这些技术对类似井的固井作业具有实际的参考价值。     

YK1井技术套管磨损分析

通过对ＹＫ１井技术套管磨损进行力学分析，认为井身质量（尤其是全角变化率）、钻柱轴向拉力及侧向力、钻井时间、套管强度、套管内外钻井液密度、固井质量等是影响深井（超深井）套管磨损的主要因素。计算了该井技术套管磨损量并描述了套管磨损形状。