BYJ70独立型不压井作业装备的研制

为了拓展国内带压作业的应用范围,满足国内不压井作业装备的多样化需求,成功研制了BYJ70独立型不压井作业装备。该装备为橇装结构,其主体设备采用整体移运、整体吊装的方式,主要部件由液压动力系统、起升下压系统、单根起下装置、液压控制系统、井控系统和辅助配套装置等组成,具有对中性好、安装周期短、作业不伤管柱、效率高、设备检修和更换易损件方便等特点,能将带压作业从单纯的小修作业拓展到大修作业领域。目前该装备已完成厂内型式试验,各项技术指标均达到设计要求。     

不压井作业油管输送装置的设计及应用

针对高井口状态下不压井作业油管输送采用人工拉排管柱存在的油管螺纹易受损伤、劳动强度大、安全性差和工作效率低等问题,设计了不压井作业油管输送装置。该装置采用液压源作为动力,通过无线遥控实现油管在管排架和钻台之间的自动化输送,并可适应不同高度钻台作业,方便井口工操作。介绍了装置的结构和工作原理,并对上料机构、下料机构、举升及输送机构、油管过渡架以及液压动力和控制系统的设计要点做了分析说明。现场应用结果表明,该油管输送装置满足油田安全高效作业要求,具有较好的推广应用前景。     

轮式卡瓦连续加载带压作业装置的研究与应用

普通不压井设备采用固定卡管器和游动卡管器交替夹卡实现管柱起下作业,导致设备操作程序多,速度慢。为此,研制了轮式卡瓦连续加载带压作业装置。设计了加载控制系统和井口密封防喷系统,形成了液压马达驱动滚动头连续滚压的加载控制技术以及内置自封式球封和半全封组合而成的井口密封防喷技术,实现了低压井管柱快速起下和密封防喷,具有加载效率高、作业速度快、安全可靠等优点。现场应用表明,该装置可满足低压不压井作业需要。     

低矮型不压井作业井口装置的研制与应用

常规型不压井作业装置存在井口装置高、不能与小修作业设备配套和施工效率低等问题,为此研制了低矮型不压井作业井口装置。通过外置式防喷管、低矮型环封及独立的液压控制系统等可使这种井口装置与小修作业设备配套,达到安全、高效、快速和低成本不压井作业的要求。1 502井次的现场应用表明,这种井口装置可满足油田不压井作业工艺的要求,能产生显著的经济效益和社会效益。     

带不压井起下装置的新型液压修井机

美国德克萨斯州伊利斯顿昌斯公司设计制造了一种新型带不压井起下装置液压修井机。这种修井机已经由路易斯安那州液压修井公司进行使用(图1)。这种专利的修井机具有一般带不压井起下装置的修井机的所有优点(不需要压井就可以起下油管,因而消除了泥浆对油层的污染),而其起下油管柱的速度则比普通修井机更快。     

液压不压井修井机的现状及发展趋势

介绍了国外典型液压不压井修井机的性能、技术水平及发展趋势。用液压不压井修井机进行修井作业的优势是能保持地层能量，不污染地层；节省放喷、压井、洗井等项费用及缩短作业时间；设备重量轻，易分解运输；可靠性高，安全性好。目前短冲程产品具有一定的优势，它应用了计算机辅助不压井作业工艺设计技术，能遥控操作和自动起下作业，在陆上和海洋平台上的应用越来越广泛。用液压不压井修井机对国内某些油田的注水井进行不压井修井作业具有很大的潜力。     

漏失井注水泥配套装置的研制与应用

为了提高漏失井注水泥堵水施工的成功率,研制应用了漏失井注水泥配套装置。该配套装置主要包括液压和水泥装置和漏失井维持地层静压力系列注水泥装置。对于漏失不严重的油井,研制了碰压注水泥装置;对于漏失严重的油井,研制了桥塞与碰压工具配合使用的强漏失井注水泥装置;对于薄层堵水,研制了定点注水泥装置。应用表明,整套装置先进适用,安全可靠,能够减轻劳动强度,提高生产效率和注水泥堵水施工的1次成功率,节约修井时间及修井成本,还可以避免施工造成的储层污染。     

撞击式静液压油管桥塞的研制与应用

针对滑块式油管堵塞器在不压井起管柱作业油管内堵塞密封中出现的自密封皮碗易磨损失效问题,研制了撞击式静液压油管桥塞。该油管桥塞采用单级双向楔形卡瓦和带防凸保护的大变径压缩式密封胶筒,并设计了静液压坐封系统及撞击控制指令系统,实现了液压输送、地面投棒撞击发射坐封指令以及静液压系统接收指令启动坐封程序完成油管内密封过程。该油管桥塞在中原油田规模化应用80余井次,配合地面环空密封设备及液压动力控制系统完成不压井起管柱作业,其中最大密封深度3 919 m,最高密封压力为24 MPa,现场应用成功率100%,解决了不压井作业遇到的各种管柱油管内堵塞密封问题。该产品的研制成功为不压井作业油管内堵塞密封提供了可靠的技术支持。     

柱塞气举井口简易装置系统研究及试验

在苏里格气田中低压集气模式井口采用电磁阀开关井的情况下,为解决苏里格气田常规柱塞气举地面装置存在系统复杂,配件多的缺点,进行了井口简易柱塞装置系统研究。通过电磁阀取代气动截止阀和智能控制盒,井口简易柱塞装置依靠井口控制系统采集井口油套压、产气量数据并由数传电台传输至集气站,集气站内控制系统确定最优的柱塞气举开关井制度,再由数传电台将制度返回至井口控制系统,井口控制系统指令电磁阀启停实现柱塞气举装置开关井。井口简易柱塞装置在苏Χ井应用62 d,平均增产气量0. 505 6×104m3/d,增产幅度达到88. 8%。井口简易柱塞装置可取代常规柱塞气举地面装置实现装置的简化。     

美国的不压井修井设备概况

本文简要地介绍了美国不压井修井设备的各种结构及其性能,主要有多缸式起下装置、长冲程起下装置及其液力补偿井架、新型的封井结构、盘管修井机的起下装置及其控制系统等。     

新型带压作业防喷装置

针对目前带压作业防喷装置存在承压低、胶心寿命短以及安全性差的问题,研制了一种新型带压作业防喷装置。该装置在接箍探测器和压力平衡装置的配合下,通过2个闸板防喷器倒换开、关,使管柱接箍通过井口,在带压密封状态下完成管柱的起下操作。接箍探测器在起下油管柱偏离中心小于10mm时,能够准确探测出油管接箍通过时的位置,并能发出声光报警信号。大庆油田3口高压水井的现场试验结果表明,该装置能够满足高压注水井的带压作业需要,可实现缓冲条件下的卸压和升压,并且操作安全、方便。     

油水井带压作业油管验管堵塞器的研制及应用

为了解决油水井带压作业的实际问题,提高堵塞的成功率及施工效率,研制了油水井带压作用油管验管堵塞器。该堵塞器集验管与封堵于一体,并在检验出油管的漏点位置后,在漏点上方进行封堵,1次即可完成验管与封堵施工,提高了施工效率;利用该堵塞器还能有效解决因油管结垢、结蜡或井口闸门开不全而导致投堵遇阻问题,实现了小直径下液压锚爪的锚定及堵塞器的上提、下放。现场应用表明,该堵塞器可对油管井况进行有效地判断和封堵,应用效果良好。     

长庆油田一体化水井带压装备研究与开发

分体式带压作业机存在搬家车次较多、作业过程中人员相互配合不便、受井场大小限制以及部分注水井无法进行作业等问题。为此,结合长庆油区特点研究开发了新型一体化水井带压作业机。该带压作业机将行走系统、提升系统与液控系统的动力源合三为一,具有节约能源、搬迁快捷、安装方便、机动灵活等特点;修井车滚筒刹车系统采用液压盘式刹车,使设备的提升、制动系统安全性能大大提高。一体化水井带压装备实现了分散设备系统的整合、集成和一机多能,在21 MPa范围内注水井维护作业不需要放喷泄压,并克服了现有装备的缺点和局限性,提高了施工作业效率,具有较高的推广价值。     

连续油管注入头液压同步控制系统设计

为了解决连续油管注入头闭式驱动系统的双液压马达输出不同步问题,设计了一种用于注入头马达液压同步控制系统。该系统可对同步马达转速、扭矩、压力等性能参数与驱动马达进行匹配,通过同步控制系统的强制同步迫使两侧液压马达输出转速一致,最终达到实现双液压马达同步运转的目的。模拟油田现场实际工况,对配备液压同步控制系统的注入头进行了动载试验,注入头双侧马达同步性大幅度提高,链条驱动系统低速同步运转平稳。试验结果表明,注入头液压同步控制系统提高了注入头运行的可靠性,降低了注入头工作中对油管造成损伤的风险,提升了连续油管作业设备系统运行的稳定性。     

修井作业井口无人操作起下油管装置

基于现有修井机的动力和提升条件,研制出一种井口无人操作起下油管装置,主要包括油管自动悬吊系统、液压钳自动上卸扣系统和远程液压控制系统。各部分的操作指令集中到修井机的控制台上,由司机手远程操控完成油管的抓放、扶正、对中、悬持、上卸扣、锁定和起下,实现了1名司机手和1名场地工即可完成起下油管作业,不仅降低了工人劳动强度,而且保证了工人起下油管时远离井口危险区域免受伤害。该装置结构简单,体积小,性能稳定,不占用井口人工操作空间,不影响人工井控抢险,不妨碍井口人员逃生,不增加搬家车辆和运行成本,施工速度可控且与人工操作水平相当,受到现场工人的欢迎。     

长庆油田带压作业分层注水工艺管柱

针对常规分层注水管柱带压作业下钻不能有效封堵油管,起钻前常规油管堵塞器因不能通过封隔器、配水器等小孔径工具封堵油管导致的投送不到位等问题,设计了带压作业分层注水工艺管柱,并研发出配套工具。该管柱既解决了带压下钻油管封堵问题,又能为再次带压作业封堵油管提供便利条件,解决了过封隔器、配水器等小孔径工具(准46 mm)封堵常规油管(准62 mm)的问题,实现了全程带压作业。现场应用表明,带压作业分层注水工艺管柱提高了施工效率,节约了施工费用,具有良好的推广前景。     

新型修井作业机械化系统设计方案研究

修井作业中,起下油管、上卸扣采用传统作业方式过程复杂,劳动强度高,作业环境恶劣,针对这种情况,提出了一种新的修井作业井口机械化系统设计方案。系统仍利用现有的通井机,用一个自动吊卡和一个动力卡瓦代替原来的2组吊卡,井架上安装自动吊卡运行导轨,用坐式自动化闭口液压动力大钳代替原悬吊式开口液压钳,并配备管柱自动拉排滑车机构拉送排放油管。该方案可实现井口无人化操作,通过控制台操作设备运行,改善了修井作业环境,安全环保,为修井作业自动化做出了初步探索。     

LGC230型连续油管作业车研制

进口连续油管作业设备价格昂贵,配件服务跟不上,不能满足国内油田作业需求。为缓解目前国内设备少和作业需求多的矛盾,提高我国连续油管工艺水平,研制了LGC230型连续油管作业车。该作业车为车载式结构,采用主辅车布置方式,配备大提升力注入头、大容量油管滚筒、数据采集系统及油管井口防碰装置。具有移运性能好、提升下入能力大、油管容量大、作业井深深、操作集中方便、防喷能力强、作业安全可靠等优点。现场应用表明,该设备能满足江汉油田和周边中、深井连续油管作业要求。     

CT38连续管作业车研制与应用

面对我国日益繁重艰巨的油气勘探开发生产任务和与日俱增的水平井改造及后期作业问题,连续管技术和装备所具有的独特优势得到了进一步认识,对连续管技术与装备的需求迅速扩张。依托国家863计划的重点课题,攻克了整机动力系统设计与优化、整机电-液系统集中控制、注入头与滚筒协同动作、注入头夹持机构与夹持块表面特殊处理工艺、注入头起下时的载荷自适应控制等关键技术,成功研制了拥有自主知识产权的国内首台连续管作业机。现场试验表明,整机各项指标达到设计要求,运行安全平稳,防喷系统在高套压工况下的动密封性能符合现场要求,可以实施带压作业,整机越野性能和移运能力经受了泥泞道路和井场恶劣条件的严峻考验,并取得了良好的增产效果。