井下沉砂器的研制与应用

针对以往机械防砂工艺存在防细砂困难、造价高和重复利用率低等缺点 ,根据旋流 离心分离原理 ,研制了井下沉砂器。沉砂器由上接头、二级滤砂管、筒体、中间接头、造旋臂、旋流体和下接头组成。中原油田分公司第五采油厂 2 2井次的现场应用表明 ,这种沉砂器可以分离大于 0 0 0 5mm粒径的细砂 ,防砂效果好 ,具有结构简单 ,安装方便 ,加工成本低的特点 ,可以保证出砂井的正常生产 ,延长检泵周期 ,节省作业费用     

新型井下沉砂器研制成功

河南油田为了彻底解决砂堵问题，研制出一种新型井下沉砂器。该沉砂器利用旋流离心分离原理，将挡砂、排砂变为沉砂，使产出液中的砂在沉砂器中形成外旋流和内旋流，经旋流和重力双重作用而沉入释放器，当超过释放器承受量时落人人工井底。施工时在防砂器底部下5根以上尾管和丝堵，使砂能沉积在尾管内，下次作业时起出清洗干净。它能使油井平均检泵周期由78d延长到286d，并解决了以往化学防砂、绕丝滤砂管等存在的细粉砂易堵塞、造价高、重复利用率低及有效周期短的不足。     

油井电动潜油泵沉砂防护器

针对油井电动潜油泵停泵后沉砂会进入泵内,降低泵的使用寿命,甚至会发生卡泵事故的问题,研制出油井电动潜油泵沉砂防护器。该防护器由上接头、下接头、外管、内管和沉砂单向阀5部分组成,它基于单向阀的工作原理,利用内、外管构成沉砂环腔,当泵停止工作时,油液中的砂粒可沉降到沉砂环腔中,使电动潜油泵免受砂害而延长寿命,同时防止砂卡事故。胜利油田10多口井的现场应用表明,使用这种防护器后,电动潜油泵的寿命至少可延长1倍且防止了砂卡事故,经济效益和社会效益非常显著。     

挡砂沉砂锚的研制及应用

油井出砂会加快抽油泵阀座、阀球、柱塞、泵筒的磨损 ,使抽油泵效率降低 ,造成油井减产 ,检泵周期缩短 ,出砂严重时还会砂卡抽油泵 ,堵塞泵上油管 ,迫使油井停产 ,造成修井作业频繁 ,成本上升。如何以最少的投资使出砂油井生产周期成倍延长 ,经济效益显著提高 ,挡砂沉砂锚可以实现这一目标。该工具将挡砂、沉砂、防气多功能有机地结合在一起 ,实现气、液、砂的高效分离。1　结构及工作原理1 1　结构挡砂沉砂锚主要由上接头、滤网、排气孔、挡砂层、上级衬管、加固环、中心管、通道孔、特殊接头、螺旋总成及下级外套等组成 ,其结构如图 1。1…     

自动旋流分离沉砂器的研制

在油田开发中后期，因油井出砂严重，造成频繁检泵，甚至停产，采用的机械防砂措施效果不理想。在吸收国内外先进经验基础上，利用旋流-重力原理，开发研制了自动旋流分离沉砂器，使油中的砂在离心力的作用下沉降到尾管砂袋中，在修井时随管柱带出地面。使用表明，有效解决了油井出砂问题，延长了油井的生产周期，经济效益显著。     

热采沉砂泵的矿场应用

辽河油田稠油含砂井通常采用空心泵电加热开采工艺 ,经常发生砂卡、砂堵现象 ,试用一般防砂泵效果也不明显。频繁检泵致使采油成本上升 ,个别含砂量较高的油井不得不关停。辽河石油勘探局总机械厂研制生产的热采沉砂泵针对辽河油田稠油的特点 ,设计了特殊的沉砂通道 ,变防砂为沉砂 ,改御砂为疏通砂道。从现场使用情况看 ,该泵可有效解决稠油热采含砂井砂卡、砂堵工艺难题 ,大大延长了检泵周期 ,降低了生产成本 ,收到了良好的效果。1　结构特点和工作原理1 .1　结构特点热采沉砂泵的结构示意如图 1。主要由外油管、柱塞总成、扶正套、泵筒、…     

库车山前盐水溢流衍生沉砂卡钻机理分析与预防对策

塔里木山前构造古近系发育复合盐膏层,盐间发育高压盐水层,压力系统复杂。为解决盐水溢流压井后发生的沉砂卡钻难题,通过室内实验评价了水基和油基钻井液抗盐水污染能力,建立了基于赫巴流体的环空固相沉降模型,分析不同因素对环空固相沉降的影响规律,并开展现场实例分析,制定了预防盐水溢流衍生沉砂卡钻技术对策。研究结果表明：水基钻井液被盐水污染后固相絮凝,几乎丧失悬浮能力,导致固相在环空沉降堆积引发沉砂卡钻;固相颗粒沉降速度、环空堆积高度和关井时间随固相粒径增大而快速增加;采用油基钻井液、储备井筒容积1～1.5倍以上的重浆、安装旋转控制头、上提活动钻具至安全井段、司钻法快速排出溢流等措施可预防盐水溢流衍生沉砂卡钻的发生。研究结果可为山前盐下油气资源的安全经济高效开发提供技术支撑。     

新型长柱塞耐砂抽油泵研制

针对高含砂井存在砂埋泵、砂卡泵、泵漏严重等问题研制了新型长柱塞耐砂抽油泵。该泵采用了集长柱塞、沉砂、挡砂、双固定凡尔于一体的多功能防砂结构，使其具有排而不卡，沉而不埋和漏失小等特点。进行了21井次的现场试验，平均单井延长检泵周期43．4d，提高产液量3．19t/d(加权平均值)。     

新型防砂泵在河南油田稠油出砂油藏的应用

为了防止出砂井的出砂问题,对出砂粒径较大的油井实施机械防砂和化学防砂技术,而对于出细粉砂的油井实施了防砂卡泵强制排砂采油技术。该技术配套使用了长柱塞双通道沉砂泵和活塞环型防砂沉砂泵。这2种泵作为防排砂主要工艺使用仍有一定的区别,它是根据泵的结构及工艺特点来选择在不同出砂井上使用,从而达到较为理想的防排砂效果。河南油田共实施防砂卡泵作业21井次,措施成功率100%,有效率达85.7%,平均延长检泵周期68d,减少检泵次数72次,共增产原油7351t,创经济效益461.6万元。     

油罐自动清砂技术

油井出砂经常造成储油罐内产生沉砂,因此罐内清砂成为油田生产的重要环节。文章介绍了国内采用的罐内清砂系统,包括平射排砂系统、大罐沉砂自动处理装置、旋转冲砂装置,国外采用的KPS砂槽/喷射系统的工作原理和特点,并在此基础上指出了罐内清砂系统的发展趋势。     

高压双筒滤网式除砂器设计研究

在油气井生产过程中,随着油气资源不断从井底被开采出来,开采出来的原油含砂、含水量逐渐增加。油井除砂会对油气生产设备造成冲蚀、刺漏甚至是堵塞,使得生产设备的寿命受到较大的影响,造成严重的经济损失。在对国内外现有除砂技术研究的基础上,从经济性角度出发,展开了适用于国内油气除砂的高压双筒滤网式除砂器的设计研究。主要包括除砂器工艺流程设计与总体方案设计; 除砂器关键部件除砂筒的设计、有限元数值模拟以及除砂器工业试验。研究结果表明:所设计的高压双筒滤网式除砂器具有较高的可靠性和现场应用价值。     

新型螺旋除砂器的设计与应用研究

目前油田使用的常规固-液分离设备无法对高含砂、大流量的砂-液混合物进行高效分离,为此设计了一种新型分离设备——螺旋除砂器。依据工程流体力学中的伯努利方程建立了螺旋除砂器相关结构参数的数学模型,利用MATLAB软件对模型中的数据进行分析处理,确定其最优结构参数;根据具体结构尺寸,建立三维模型,利用FLUENT流体仿真软件对其内部流场进行仿真分析。对比分析理论计算值与模拟仿真值,发现2者之间偏差较小,进一步证明了螺旋除砂器结构设计的合理性。螺旋除砂器内部流场的仿真模拟,验证了螺旋除砂器对固-液两相混合物分离的可实现性,并为螺旋除砂器实际的设计制造提供了理论依据。     

计量撬沉降管道应力分析及抬升措施

某厂区由于地面不均匀沉降造成计量撬及进、出口管道沉降。采用有限元分析方法中的子模型技术和应力分解技术对沉降管道进行应力分析,确定出沉降管道应力较大处为弯头和三通位置。针对管道的薄弱环节,对各抬升点进行模拟分析,指出抬升高度为90 mm时,弯头和三通的弯曲应力能够满足应力校核标准,此抬升高度可作为实际工程的指导抬升量。确定采用顶升方案对计量撬进行抬升,介绍了抬升过程要点及需注意的事项。计量撬抬升后,管道应力明显改善,计量撬的安全性得到提高,厂区设施的平稳运行得到保障。     

集输系统不停产旋流除砂器优化设计

油田含砂污水的固液处理一般采用水力旋流分离器.为降低分离成本和提高分离效果,对固液分离设备--水力旋流分离器的优化设计进行了探讨.文章介绍了优化设计的基础计算依据、计算方法、结构参数和数学模型.实际应用表明,在集输系统密闭除砂装置中使用优化的旋流除砂器,不但除砂效率高,分离粒度细,而且生产工艺先进,设备结构紧凑,运行费用低.     

海上油井不停泵除砂清砂工艺及射流泵优化设计

为解决海上油井采出液含砂对潜油电泵造成的磨损问题,提出了海上油井不停泵除砂清砂工艺。该工艺采用固液旋流除砂器进行油砂分离,使用射流泵将被分离出并沉淀在井底的砂砾清除出井底。依据某油井参数进行了结构初步设计,并通过正交试验及Fluent软件优选出了射流泵的最佳结构参数:面积比0.25、喉嘴距3.45 mm、喉管长36.8 mm、喷嘴锥角14°、喉管入口斜角60°。海上油井不停泵除砂清砂工艺既可延长潜油电泵检泵周期,又不占用平台空间,缓解了海上平台空间紧张的问题。     

新型多管路超声波流量计量撬的研制与应用

天然气计量结果的准确性,直接影响贸易结算的公平性。提供了一种新型多管路超声波计量的模块化拼接组撬技术,通过工厂预制,提高了焊接质量与超声波流量计前后直管段的管道安装精度;入口汇管的进气和分流方式确保了上游气源更易充分混合,使流体介质更为均匀,从而使在线色谱分析小屋的数据更具有代表性,有利于提高商品贸易计量精度;多路比对流程设计,可实现各超声波流量计的相互比对、互为备用。新型多管路超声波流量计量撬的研制为超声波流量计量系统在天然气贸易交接计量中的应用提供了借鉴和参考。     

ZLW型称重式油井计量装置的研制

针对传统的计量方式不能满足塔里木油田生产过程中各井的液量、气量变化大和难以在较宽的计量范围内实现精确计量要求的现状,研制了ZLW型称重式油井计量装置。介绍了ZLW型称重式油井计量装置的结构、原理、系统的组成和标定方法以及主要的计算公式。研制过程中采用了称重计量技术、高效旋流分离技术、计算机的防死机“看门狗”保护技术、多次沉降分离作用提高纯油计量精度技术和计量分离器的排液技术等几项关键技术,并对比分析了常规典型的油井计量装置和称重式油井计量装置的性能与特点。现场试验表明,该装置不仅可以实现在较宽的量程内有较高的计量精度,提高现场计量参数的准确性、可靠性和设备运行的安全性,而且消除了压力、温度、密度、粘度、含砂、含蜡和含气等因素对油井计量的影响,实现了在线监测与连续计量,具有广阔的推广应用前景。     

连续管水平井冲砂洗井水力计算研究

连续管冲砂洗井技术在水平井的应用由于砂粒运移模型复杂化而受到限制,拟建立实用的连续管水平井冲砂洗井水力计算模型,得到采用砂粒粒径范围来判断的竖直井筒砂粒沉降末速度计算模型,并指出应考虑颗粒群干扰沉降影响。同时,还探讨了连续管水平井筒临界携岩速度计算模型,提出了水平井筒临界携岩速度为竖直井筒砂粒沉降末速度的6倍模型,并以此为依据计算了连续管水平井冲砂所需最低流量,所得结果对现场作业有一定的指导意义。     

垂向动载下桶形基础响应的离心机实验研究

通过离心机实验研究发现,在垂向动载荷作用下,当载荷幅值超过一定值时,在激振过程中桶基周围一定范围内的土体发生液化,土体产生明显的沉降。随着载荷幅值的增加,土体的沉降增加,但是发生变形的土体最大范围基本相等。土体中超孔压从桶壁沿水平方向和从泥面沿垂直方向逐渐减少。随着载荷幅值的增加,土体上部完全液化的土层厚度增加。     

非常规储层压裂砂比对支撑剂铺置质量影响的实验研究

低孔超低渗透率的非常规储层需通过大规模的水力压裂形成支撑剂填充的高导流裂缝,才能获得有经济效益的油气产量,缝内支撑剂铺置规律直接影响压裂效果,影响支撑剂铺置的因素包括施工排量、施工压力、砂比等。为了研究砂比对支撑剂在缝内铺置的影响,运用了大型可视平板垂直裂缝模拟系统,研究了不同砂比下陶粒支撑剂在裂缝中的沉降运移规律。实验结果表明,砂比对20 ~ 40目陶粒砂堤形状有影响,但砂堤形状变化较小;当陶粒砂比增加时,陶粒堆积形成的砂堤坡度减小;陶粒砂比增加,陶粒颗粒之间的碰撞作用增强,沉降量减小,砂堤高度减小;陶粒支撑剂水平运移速度受砂比影响较小,接近液体流速;陶粒砂比增加,陶粒支撑剂的沉降速度减小。研究结果可为支撑剂沉降运移动态研究及支撑剂优选提供参考。