Y521-110FQ防卡注水封隔器的研制及应用

针对Y521封隔器在文明寨油田应用中存在的若干问题,研制了Y521-110FQ防卡注水封隔器。该封隔器主要由上接头、油压活塞、洗井活塞、水力锚、内外中心管、压缩环、摩擦及卡瓦装置、下接头等组成。洗井活塞采用油压和下压双重关闭设计,最大限度地满足了注水和停注时不同压力系统下洗井机构密封的要求;解封时洗井活塞强制开启,使上、下压力系统连通,解决了上部高压导致解封困难的问题。文明寨油田16口注水井的应用效果表明,该封隔器结构合理,原理可靠,能提高管柱分层注水成功率,提高封隔器密封性能,满足高温高压、层间差异大井的分注要求。     

大斜度井可洗井注水封隔器的研制与应用

针对常规封隔器在大斜度井上应用存在密封效果差及反洗井后活塞关闭不严等问题,研制了大斜度井Y341可洗井高效注水封隔器。该封隔器胶筒肩部设计了防突机构,可限制胶筒朝油套环空"突出"或"流动";反洗关闭胶座采用钢丝簧和橡胶硫化结构,具有反洗井单向打开功能。室内和现场试验表明,该封隔器密封和反洗井性能可靠,达到设计要求,可满足密封压差30 MPa、井斜小于40°的分层注水要求,最长密封有效期超过700 d。该高效注水封隔器为大斜度井和深井精细分层注水提供了技术支撑。     

胜利海上油田安全可控长效分层注水技术

为满足胜利海上油田注水井分层注水管柱检修期长、安全、高效的要求,在分析影响分层注水管柱寿命因素的基础上,提出了采用平衡式分层注水管柱改善管柱受力,降低管柱蠕动幅度;采用液压控制方式解决分层和洗井之间的矛盾;研制液控式封隔器解决封隔器提前坐封和满足井控要求的技术思路。通过研制液控压缩式封隔器和液控式环空安全封隔器等关键工具,设计了平衡式分层注水管柱,形成了安全可控长效分层注水技术。液控压缩式封隔器采用液压控制方式始终将其控制在最佳压力状态,洗井时可快速解封,以解决反洗井造成的封隔器寿命不长的问题。液控式环空安全封隔器采用了双液压控制管线,设有安全锁紧机构,洗井和安全通道独立控制,既能满足大排量反洗井要求,又能提高注水管柱长期的安全可靠性。胜利海上油田分层注水井应用安全可控长效分层注水技术101井次,分层注水合格率提高16.6%,注水管柱检修期最长达5年。安全可控长效分层注水技术不仅延长了胜利海上油田分层注水管柱的检修期,满足了安全高效注水的要求,也可以满足水驱开发油田精细分层注水的要求。      

Y341-115P洗井平衡封隔器的研制与应用

针对目前大多数油田分层注水使用的无支撑液压坐封封隔器反洗井时易解封造成管柱失效的问题,研制了Y341-115P洗井平衡封隔器。该封隔器由平衡机构、洗井机构、坐封机构、双级活塞安全及解封锁块、锁紧机构等组成。平衡机构在反洗井时抵消大部分作用在封隔件上向下的力,减小了解封剪钉的受力,增强了封隔器密封的可靠性。该封隔器在胜利油田现场应用了10口井,施工成功率100%,反洗井最高耐压达到26.5 MPa。现场应用表明,该封隔器结构合理、原理可靠,能明显提高反洗井耐压值和管柱分层注水成功率,延长管柱寿命,提高封隔器密封性能。     

高压分层注入封隔器的研制与应用

为了解决双河油田分层注水、酸化封隔器工艺成功率较低的问题,研制了高压分层注入封隔器。该封隔器采用双活塞低压力坐封机构、洗井阀控制销钉,实现先坐封、后关闭洗井阀,提高了封隔器坐封的可靠性;采用双层紫铜碗胶筒肩部保护结构,同时与胶筒生产厂家联合攻关,优选胶筒配方,提高了胶筒耐温耐压性能。室内试验和现场应用结果表明,高压分层注入封隔器在额定坐封压力下,能可靠坐封,从现场应用12口井情况看,注水封隔器有效期达到两年以上,满足酸化、压裂施工现场需求,工艺成功率100%,取得了较好的应用效果,为高压分层注水、分层酸化、分层压裂井的应用提供了技术支撑。     

“两小一防”细分注水管柱的研究与应用

针对原有的分层注水管柱和测试工艺只适用层段划分在 8m以上的分层井 ,对 8m以内的众多小层不能划分的问题 ,研制了适用于小夹层、小卡距 ,防止测压时封隔器下部高压层向上部低压层产生压力传递的“两小一防”细分注水管柱。管柱主要由超短式可洗井封隔器、配水器、筛管和挡球等组成。封隔器和配水器直接连接 ,相邻两配水器之间距离可缩小到 2m ,可用常规的投捞测试工具对管柱进行投捞和分层测试 ,整个管柱不受层段数限制。现场试验表明 ,细分注水管柱完全适用于 1 40mm套管井 9个层段以下的分层注水工艺 ,为油田稳油控水提供了可靠的技术保证     

海上油田大斜度井同心双管注水技术

目前海上同心双管注水工艺存在着安全控制不可靠、内外管分层容易失效、封隔器解封不彻底等问题,造成洗井困难且影响油田正常生产。为此研究了新型同心双管注水工艺技术,该技术注水管柱相互独立,施工相对简单,外管附加载荷大大降低,注水三通道都能实现单独的安全控制。环空安全阀采用柱塞坐封方式并有备用注水通道,提高了安全阀的可靠性及使用寿命;内外管的分层采用组合盘根的形式,在容易失效部位采用组合盘根和内胶筒的双级密封方式,密封效果更加可靠;洗井则采用地面单独控制洗井滑套的方式,能够避免地层压差带来的洗井活塞自行开关,而且满足海上大排量反洗井的需求。该技术已在胜利海上油田成功应用10余口井,适用最大井斜为74.18°,层间最大压差为10.5 MPa,有效解决了大压差油层、大斜度井的有效分层注水难题。     

防蠕动多功能封隔器的研制与应用

上提解封的液力压缩式封隔器在注水过程中由于注水压力的波动会使封隔器产生上下蠕动,降低封隔器的分层效果,严重时会使封隔器由于剪钉的剪断而自动解封,使整套分层注水管柱失效。根据注水过程中遇到的以上问题,研制了防蠕动多功能封隔器。该封隔器不仅具有防止其上下蠕动的锚定机构,还有防止其自动解封的内锚定机构,并且具有上压控制式洗井机构,可以实现反循环洗井,增强了分层注水管柱的适应性。     

Y341注水封隔器反洗井机构的结构改进与应用

河南油田现在使用的Y341注水封隔器在反洗后其反洗通道不能完全关闭,造成封堵失效,降低了注水效率,封隔器失效严重后必须进行换封作业.分析了原封隔器反洗井机构的结构特点和工作原理,指出了造成反洗通道不能完全关闭的几个原因,设计了一种新型的反洗井机构并介绍了其工作原理和结构特点,现场使用表明其打开灵活、洗井畅通、关闭可靠,提高了封隔器的使用性能.     

液控封隔器的设计与现场应用

针对目前可洗井式分层封隔器存在的分层与洗井之间的矛盾,开发了液控可洗井分层封隔器。这种封隔器通过地面控制管线传递液压实现坐封,同时通过地面液压控制井下封隔器工作状态,既解决了目前可洗井注水封隔器分层可靠性差的问题,又解决了可洗井封隔器反洗通道小的问题。液控封隔器室内试验取得成功的基础上,于2006年7月在胜利埕岛油田CB1B-4井进行首次现场试验,取得良好效果,截至2009年5月已推广应用35井次,一次性施工成功率达100%,最大井斜53°,封隔器下入深度达2100m。     

泥浆脉冲发生器活塞压力平衡装置的研究与优化设计

通过分析泥浆脉冲发生器活塞往复运动密封机理,综合考虑直径、行程和性价比,压力平衡装置选用O型密封圈作为往复运动密封;设计了活塞与活塞缸之间、活塞杆与活塞之间的密封结构。通过建立压力平衡装置的静态与动态力学模型,分析影响活塞移动的因素和井下工作的运动规律,为压力平衡结构设计提供理论指导。在分析现有压力平衡装置的不足之处的基础上,设计了活塞压力平衡装置,在泥浆脉冲发生器的内部密封环境里,活塞在活塞缸内运动平衡钻井液与脉冲发生器之间的压力;活塞杆与阀套控制泥浆的通断,平衡活塞内外之间的压差,使脉冲发生器能够工作在高温、高压等复杂工况的环境中,提高了脉冲发生器抗高温、抗高压的能力。     

QHY341型压裂封隔器的研制及应用

为实现投入少、压开层位多的一次管柱多层压裂,研制了QHY41型压裂用封隔器。这是一种无支撑、液压坐封、上提管柱解封的压缩式封隔器,能满足中深油藏一次管柱分压三层的需要。封隔器采用双液缸压缩两级胶筒密封,最高耐压70MPa,在分解成两级使用时,单级耐压达到45MPa。喷砂滑套与封隔器主体连成一体,减少了施工时的沉砂量,不易造成砂堵。由于每个封隔器的解封距由上至下逐渐递减,多个封隔器的解封载荷始终相当于一个封隔器的解封载荷,有利于顺利解封。封隔器还有反洗功能,可保证不被砂卡。6口井共9个小层的分层压裂施工均获成功,但一次管柱分压3层以上的尚待试验。     

油井声控压差平衡式开关控制器的研制与试验

为了克服传统油井找水工艺中施工复杂、生产周期长、费用高、准确性低等缺点,提高油井找水效率和准确性,研制了油井找堵水声控压差平衡式开关控制器。该开关控制器采用自适应动态压力平衡系统,其活塞阀开启和关闭时可承受20 MPa压力差;采用油管传输声波信号的声波遥控技术,从地面遥控井下开关控制器开启、关闭,根据工艺要求进行分层开采或分段开采。室内静压试验表明,开关控制器在125℃、50 MPa高温高压条件下,稳压30 min,整体设备无渗漏无变形;耐压差试验表明,活塞在承受25 MPa压差的情况下,压力平衡装置可以承受压差,电机驱动活塞做上下往复运动,动密封不渗不漏。现场试验表明,声波接收器接收地面指令后,可以控制电机驱动装置打开或关闭开关阀。试验结果表明,该开关控制器可为油井提高开采效率提供技术支持。      

自提升式可洗井注洗管柱的设计及应用

针对渤海油田先期分层防砂注水管柱无法洗井的问题,研制出自提升式可洗井注洗管柱。该管柱在井内油管挂下部安装了一个液压提升装置,洗井时地面给液压提升装置供压使液缸上提,其下部注水管柱上的隔离密封提离隔离封隔器密封筒,从而建立起洗井通道;洗井结束后,利用注水管柱自重和地面供给的液压使其下部注水管柱下放,隔离密封重新进入隔离封隔器密封筒,实现层间封隔。现场应用结果表明,该管柱有效地解决了海上油田注水井洗井和防垢卡问题。     

清砂解堵反洗装置研制与应用

针对目前注水井因腐蚀结垢、聚合物堵塞、注水杂质等原因造成常规反洗阀反洗井不通、球阀关闭不严等问题,研制了清砂解堵反洗装置。该装置通过设置正向密封机构、沉砂机构、刮垢清洗机构,能够将注水过程中的砂体杂质沉积至装置环空,反洗时又能够将杂质及时排出,确保注水管柱的整体密封以及长期反洗畅通。室内试验表明,该装置反洗井开启压力1.2 MPa,清洁管旋转开启压力1.5 MPa,清洗效果明显。该装置现场应用318多井次,应用最大井斜65°,最大井深3 500 m,最长下井时间25个月以上,平均有效期300 d以上。提高了注水井的分层合格率,延长了注水有效周期,具有较好的应用推广价值。     

套管泵工作原理及应用中的有关问题

套管泵由压力检测装置、减速装置和密封皮碗等组成。将泵投入油井套管中，靠泵自重下落，由减速装置调节下落速度。当泵落入液面以下预定深度后，由于井内压力增加推动活塞上行关闭阀门，在泵上、下压差作用下将泵和泵上液柱举升到井口。应用套管泵时，应计算确定泵的最大举升液柱高度、实际举升液柱高度、活塞行程和流道阻力。通过控制活塞行程及泵内流道阻力，从而控制泵举升液柱的高度和泵的运行速度，取得理想的举升效果。     

试油井选层压裂新工艺及现场试验

设计新型可洗井封隔器，保障油井有反洗井通道，有效防止封隔器以上砂埋所引发的管柱砂卡事故，并对新型封隔器、控制开关、密封接头、同心大通径压力计托筒等井下工具组合优化。解决了多层油井任意选层压裂、求产、测井温一体化的难题。     

ZYY341—114GX高压注水封隔器

ＺＹＹ３４１ —１１４ＧＸ 高压注水封隔器主要由坐封、解封、洗井、密封和锁紧等部分组成。采用液压坐封和下放解封方式, 设计了反洗活塞自动复位装置, 解决了反洗通道关闭不严的问题。反洗井活塞与外中心管之间的软密封克服了硬密封易夹砂、渗漏和刺坏的缺点。封隔元件肩部保护结构和定位大锁块的采用, 提高了封隔器的密封、坐封和解封性能。现场试验证明该型封隔器坐封和解封灵活, 承受压差大, 密封效果好, 能够满足高压分注和卡漏等工艺要求。     

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。     

TPA-600型三缸单作用卧式往复柱塞泵液力端改造

针对TPA-600型三缸单作用卧式往复柱塞泵液力端（泵头）柱塞密封盘根结构设计上存在的缺陷．进行了改进．新泵头舍去了原来的可换式盘根底座,将柱塞盘根密封室延长到泵体深处,缩小了原安装盘根座的内孔尺寸,并增设了一个铜环,一个铁环,把柱塞盘根（除润滑油环保留在原位外）整体前移,相应的增加了柱塞的长度;为了保证泵头强度不受影响,还将泵头作相应的加厚。此外柱塞盘根压帽也进行了改进,柱塞盘根润滑油孔和调节盘根用的工具查孔,由六孔改为八孔。改造制作的新泵头,降低了盘根所受压力,利于盘根密封的调整,提高了柱塞盘根密封的可靠性,延长了柱塞密封及泵头的使用寿命。