复合材料连续管技术研究进展及应用现状

复合材料连续管具有金属连续管无法比拟的技术优势,是连续管的重要发展方向之一。介绍了复合材料连续管的技术概况,概述了国内外不同类型的复合材料连续管的结构、特点和技术参数,并给出了现场应用实例。为国内复合材料连续管技术的发展提出建议。     

复合材料连续管设计研究

连续管是连续管钻井作业中的关键部件。复合材料连续管因其具有高强度、高柔韧性和良好的耐腐蚀性在国外得到了良好的发展。通过综合分析国外复合材料连续管技术现状,并根据连续管钻井工况要求,设计了一种由内衬层、结构层和外保护层组成的3层结构复合材料连续管。内衬层主要功能为耐腐蚀,耐磨损,防渗漏;结构层能承受管体轴向拉力及压力;外保护层可以耐磨损,耐腐蚀。采用ANSYS有限元软件对结构层进行了强度分析。分析结果表明,采用高强度玻璃纤维和改性树脂通过连续编织拉挤成型工艺制备复合材料连续管结构层是可行的。通过模态分析计算,得到了其各阶振型和固有频率。     

复合材料连续管设计技术研究

综合分析了国外复合连续管技术现状,并根据连续管钻井工况要求,设计了一种由内衬层、结构层和外保护层组成的三层结构复合材料连续管:内衬层采用改性聚偏氟乙烯或聚氨酯连续拉挤成型,耐腐蚀,耐磨损,防渗漏;结构层采用高强玻璃纤维为增强体,改性酚醛或聚醚酮为粘结树脂,通过连续编织拉挤成型,能承受管体轴向拉力及压力、内压和扭矩;外保护层采用改性聚四氟乙烯微粒或聚酰胺微粒增强聚氨酯注射成型,耐磨损,耐腐蚀。采用ANSYS有限元软件对结构层进行了强度分析,结果表明,采用高强度玻璃纤维和改性树脂通过连续编织拉挤成型工艺制备复合材料连续管结构层是可行的。      

国外连续管材料技术及其新进展

综述了近些年连续管制造技术的最新研究成就及其应用情况。指出随着材料技术的发展,钢制连续管已突破原有材料和性能极限,发展形成较完整的碳钢、微合金高强钢、超细晶粒钢系列连续管。同时,一批高抗蚀性双相不锈钢、奥氏体不锈钢、钛合金管等的出现,使特殊环境连续管应用成为可能;而作为现代材料技术与连续管制造技术相结合的产物,复合材料连续管在石油工程中正发挥越来越大的作用。认为大规格、超长的连续管以及高耐蚀性、高强管材将是未来连续管及其制造材料发展的方向。     

新型非金属耐磨短管的研制及应用

介绍了新型非金属耐磨短管结构特点．以现场实际试验为依据，与国内目前采用的金属耐磨短管使用情况进行了对比．阐述了新型非金属耐磨短管的优点。     

注水井用非金属复合材料油管试验检测与评价

非金属复合材料油管在油田注水井中使用时,各项性能指标要求有所不同。对内径50mm、4层结构的非金属复合材料油管进行了力学性能、耐温性能、抗腐蚀性能室内试验。该种复合材料油管抗内压为24MPa,拉力110kN时伸长率为5.4%,最小弯曲半径为350mm,耐温70℃,对H2S、CO2等物质具有较好的防腐作用。检测结果表明:该种非金属复合材料油管能够在井深2 000m以内的注水井中正常工作,在污水回注井中具有较好的适应性。     

非金属连续管电缆复合体隔膜泵研究与应用

针对常规游梁式抽油机能耗高、故障率高,往复式潜油泵易结蜡、电缆损坏频繁以及使用寿命短等问题,开发了一套非金属连续管电缆复合体隔膜泵系统。该系统由智能控制柜、井口采油树、连续管电缆复合体和潜油隔膜泵组成,研制过程中解决了连续管电缆复合体材料与工艺、油井智能控制与监测技术以及井下金具的结构设计等关键技术问题。现场试验结果表明:该隔膜泵系统的应用可简化油井设备配套,较常规游梁式抽油机节能50%左右,并可有效减轻泵体结蜡现象;能够实时远程监控和自动调参运行,节省了油井参数测量设备,减轻了生产劳动强度,能够实现井场无人值守。非金属连续管电缆复合体隔膜泵系统的成功开发,可为油田探索低成本开发提供参考。     

带有井下增压器的连续管射流钻井

高压旋转水射流钻井可以提高钻井的速度,减小钻压、扭矩振动,因此可以采用常规的地面泵送设备和连续管,利用高压旋转水射流钻机、增压器和油气分离器进行喷射钻井.利用高压反作用式涡轮射流可以钻1 1/8～3 5/8in的井眼.喷射钻井实验显示70 MPa的射流可以有效地钻穿最常规的油气产层.常规泵、旋转接头和管线达到28 MPa才能够操作,而一个压力比为2.5:1的增压器可以在所要求的压力下进行有效的钻进.增压器可以利用气锚对两相流产生作用,从两相流中分离出来的气可以供给增压器和要通过射流喷嘴的高压水,并可以传到钻头上用来延伸射流的喷射范围.实验表明,井底钻具组合的喷射钻井可以有效地铣削胶结物,但是钻进速度比电动机和磨铣钻头的组合慢,且要求更高的泵压.可以在无法应用电动机的地方应用这种工具,例如这个工具可以通过超短半径的流动给小直径喷管射流钻井提供能量来进行水平钻井.可用于去除对井底设备有害的硬水垢等油井服务.     

井下连续管力学行为分析软件及应用

连续管技术已广泛应用于多种井下作业,但因其在井下受力复杂,经常会出现断裂、卡堵等井下事故。为此,基于不同井眼轨迹中连续管的受力特点,运用现代力学理论及方法,结合其具体的作业工况,开发了井下连续管力学行为分析软件,并运用软件对连续管井下作业进行了实例分析计算。分析结果可用于指导连续管作业施工方案的设计、连续管注入头改进设计以及连续管井下安全性评价等,对于提高作业施工质量,减少作业事故,降低施工成本都具有现实意义。     

复合连续油管现场应用经验

介绍了复合连续油管的发展状况以及研发背景、复合连续管的设计、结构和执行标准。重点介绍了复合连续管进行的多次现场应用试验,包括用于干预管柱、智能钻井和作为井下永久设施的使用。应用获得了良好的结果。最后对复合连续管的发展前景进行了展望。     

新型国产连续管持续研发应用探讨

为满足复杂油气井的作业需求,打破国外对连续管的技术垄断,总结了国内已有连续管产品的研究现状,并通过分析国内油田需求状况,探讨了新型连续管未来的发展方向。指出深井、超深井以及复杂水平井作业由于其特殊的地质条件,其使用的连续管研究方向为高强度连续管和耐腐蚀管。同时,探讨了连续管与电缆结合成连续管缆的研究与应用方向,并分析了同心连续管的应用前景。     

深海脐带缆超级双相不锈钢盘管的研制

介绍了深海脐带缆的基本构成及发展现状,简述了脐带缆内管生产线,即超级双相不锈钢盘管生产线的基本要求以及主要组成设备。分析了生产线主要设备管-管全位置对焊装置、抛光装置、X射线平板数字成像检测装置、收卷装置、水压试验装置的结构和功能。采用该生产线进行了?准14.7 mm×1 mm规格S32750（SAF2507）超级双相不锈盘管的试制,试验结果表明,试制盘卷的力学性能完全符合ISO 13628－5—2009等有关标准要求,该生产线可以满足实际生产的需要。     

用标准规范解析非金属管在石油行业应用中出现的问题

管材技术标准和管道设计规范是工程材料选择的直接依据,系统理解标准规范的含义才能确保管材的合理选择。近年来,石油行业非金属管道在投入运行后发生破损泄漏的现象时有发生,不仅有施工质量和材料质量的问题,也有标准规范执行不彻底的原因。文章依据管材技术标准和管道设计规范,结合具体案例,从管材的性能及适用范围、管道的结构设计两个方面对泄漏原因进行解析,以期为非金属管在石油行业中得到更好的应用提供参考。     

连续油管钻水平井井眼清洗规律研究

利用连续油管技术钻小井眼水平井,具有作业效率高,钻井成本低等优势。但是,连续油管不能旋转、排量有限,产生的岩屑不能及时返排出井底。为了解决连续管钻水平井的岩屑返排问题,利用Fluent软件对岩屑返排的流场进行模拟,研究小井眼水平井段的返屑规律,获得不同条件下,同一截面的岩屑堆积参数,对现场的施工有一定的指导作用     

高强度CT100连续管力学性能研究

为了满足各油田用户对连续管钻井、压裂及深井、超深井开发的需求,突破国外对高强度连续管制造技术的垄断,国家石油天然气管材工程技术研究中心成功研制出首盘国产规格为Φ50.8 mm×4.44 mm CT100钢级高强度连续管。通过国家石油管材质量监督检测中心的第三方检测,其各项理化性能合格,满足API SPEC 5ST标准要求。国产CT100连续管可承受高载荷,适合深井、超深井作业,尤其在页岩气开发中进行多段压裂、钻磨桥塞等作业具有显著优势。     

连续油管发展现状与趋势

从连续油管的材料、制造技术及作业技术等方面概述了连续油管的发展和应用情况,重点分析了TMCP态超高强度连续油管、调质型连续油管、耐腐蚀连续油管的技术发展趋势。分析指出,连续油管的市场前景良好,并且随着油气的深入开采和井况的日益复杂,从而对连续油管的规格及性能提出了更高要求;当前主要形成高强度低合金钢系列的连续油管,并出现了高耐蚀合金、复合材质以及调质型等多个系列的发展方向;未来连续油管的规格将向更大直径和长度的方向发展,性能向更高强度、更长疲劳寿命和更优耐蚀性方向发展,同时将更加关注产品的经济性及可制造性。     

连续油管下井作业技术与设备

比较全面的介绍了国外连续油管油田下井设备,为国内连续油管下井设备的开发设计和操作提供了参考.连续油管油田下井设备的总成有以下几部分组成:连续油管运载车体、盘管卷和附件、动力系统、鹅颈管导向系统、夹持并递送连续油管的递送系统、连续油管与外部套管的密封系统、调节计量和控制系统、连续油管的旋转接头、井场设备和控制室等.     

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。