欠平衡钻井井下套管阀的研制

根据全过程欠平衡钻井工艺的要求,开发研制出一种双液控井下套管阀,并进行了全面的室内试验和测试。试验结果表明该阀已达到设计要求,能够满足全过程欠平衡钻井的工艺要求。     

井下套管阀研究及室内试验

随着欠平衡钻井技术的深入研究和推广应用,全过程欠平衡钻井技术已成为研究热点。除了常规的欠平衡装备外,全过程欠平衡钻井还需配备井下套管阀,为此,研制了一种双液控井下套管阀。为检验该阀的使用可靠性,进行了全面的室内试验和测试,试验内容包括压力密封能力,高压、有流动情况下阀板关闭的动作准确性,模拟现场阀板下憋压时打开阀板的作业程序,检测在各种密封压力时阀的微泄漏量。试验结果表明,该阀达到设计要求,能够满足全过程欠平衡作业的工艺要求。     

井下套管阀的机械机构设计与试验

鉴于国外公司的井下套管阀技术比较先进,但其服务费用极其昂贵,引进该设备将会使钻井成本大幅提高的问题,研制出功能完善且技术指标满足使用要求的井下套管阀。整套系统由地面控制系统及井下阀体系统组成。地面液压控制系统通过较长的控制线远程控制套管阀井下阀体,由双控液压、控制线输出液压能,未控制井下阀体内液压缸的往复动作,从而间接控制阀体内瓣阀的开关,实现井下封井及打开作业。现场试验情况表明,该井下套管阀实现了实时压力检测,液压站工作稳定,满足现场施工要求。     

套管错断井双重丢手扶正工具的研制

随着油田开采年限的增加,在地层滑移、油井出砂、频繁的井下作业施工以及套管材质与腐蚀等诸多因素的作用下,油田套管损坏现象非常严重,其中由套管错断引起的套损井占了相当大的比例,是套损井修复中较难解决的问题。针对这种情况,研制了专用的套管错断井双重丢手扶正工具。使用该工具进行修井作业时,对作业设备要求低,采用现有设备和常规油管,就可以完成施工,施工工艺简单。该工具具有液压、倒扣双重丢手功能,可大大降低施工风险,已成功地完成了GD2-33-532井的现场试验,取得了很好的效果。     

可测量阀底压力的Φ244.5 mm井下套管封井器研制

近几年,井下套管封井器是作为一种用于全过程欠平衡钻井的核心工具,得到了一定程度的推广应用,但美国威德福公司和我究院的产品,均不具备阀底压力测量功能。为进一步提升井下套管封井器的性能,解决阀底压力的测、传难题,我院开始研制井下套管封井器的二代产品。本文重点介绍了我院开展的可测量阀底压力的Ф244．5mm井下套管封井器的研制情况,如结构设计、系统组成、工作原理及现场应用情况等。     

全过程欠平衡钻井井下套管阀结构改进及优化

针对套管阀的开关动作可靠性和密封性存在的问题,对套管阀结构进行了部分改进,运用ANSYS Workbench软件对密封结构进行优化,对提高套管阀的整体性能具有重要意义。     

井下套管阀在彩551井的应用

彩551井是新疆彩南油田的一口重点评价井,该井三开为实现全过程欠平衡作业,应用了TGF245型井下套管阀.介绍了井下套管阀的性能参数、工作原理及井筒压力控制工艺,并对该工具在彩551井全过程欠平衡钻井中的应用技术进行了阐述及分析.实践表明,应用井下套管阀,科学实施配套技术,可有效地评价及保护储层.     

井下套管阀在深部气层应用存在的问题及对策

本文对在气层应用套管阀实现液体介质欠平衡起下钻中可能出现的气泡上升导致的压力附加问题,分析了可能造成的危害,提出了解决的对策,以便套管阀的合理应用及应用套管阀实现全过程欠平衡钻井技术的推广。     

井下套管阀下入深度的计算方法

如何科学地确定出井下套管阀的下入深度是实现全过程欠平衡钻井的一项关键技术。在分析套管阀工作原理及适用条件的基础上,针对影响套管阀下入深度的主要影响因素,包括负压差下管柱上顶力、特殊底部钻具组合和长度、完井管柱长度等,建立了以压力平衡点来计算套管阀下入深度的方法和模型。现场应用实例表明：应用该方法的计量结果来下入套管阀,单井可节省电缆费用3万多元,并且能有效地提高套管阀在井下工作的可靠性。     

井下压差式常通阀

井下压差式常通阀能够克服普通球座（投球式或带球式）进液效果差、易使封隔器误坐封、易沉积赃物、易砂埋的诸多弊端,利用液体截流产生压差进行工作,可实现分采管柱液压封隔器的坐封,既能满足普通油井的生产需求,又能满足大斜度井、大位移井、水平井等特殊井的生产需求,是一种新型井下工具。     

井下套管阀阀芯设计与室内试验

井下套管阀是全过程欠平衡钻井的核心工具之一,国内尚处于研究和试验阶段,尤其是对套管阀阀芯的研究尚未完全成熟。研制了一种井下套管阀的阀芯,取得了一定的技术突破。采用金属密封和弹性元件密封的复合密封结构,确保密封更为可靠;设置了双弹簧的复位机构,确保阀板复位成功;采用有限元方法对阀板的受力特征进行了分析,根据分析结果对阀芯样机进行了室内承压试验。试验结果表明:阀芯在低压高压条件下密封可靠,25 MPa时阀板强度满足要求。     

新型水平井固井下套管牵引工具的研制

水平油气井尤其是大位移水平油气井固井时套管下入困难,单纯依靠垂直井段套管的自重难以下入套管至预定位置。在分析总结已有资料及相关经验的基础上,针对现有下套管工具压迫式驱动套管下入传统方法的缺陷及结构的局限性,研制了一种能促使套管在水平井段顺利前行的新型工具。其工作原理为:在下套管固井作业中,它连接于下入套管的最前端,首先对套管内的低密度钻井液加压,促使活塞右行,当活塞停止前进时,增大加在低密度钻井液上的压力,以克服作用于球阀上的弹簧预紧力而推开球阀,低密度钻井液进入卡盘,推动卡齿伸出、卡紧井壁,而后卸去作用在低密度钻井液上的压力,由高、低密度钻井液之间的压力差在套管前端产生牵引力,牵引套管前行直至预定深度。该工具结构简单、易于操作,只需控制地面钻井液泵泵压的大小即可,解决了水平井套管下入难的问题。     

防止清蜡热液渗入地层的新型井下阀装置

防止清蜡热液渗入地层的新型井下阀装置主要由阀门、阀座、活塞、弹簧和连杆等组成。整个装置接在丢手封隔器下端，由井筒中清蜡热液液柱压力自动控制关闭与打开。热洗清蜡开始，当油套管环空液面升到一定高度时，阀门关闭；热洗结束后，当环空液面降到一定高度时，阀门打开。阀通径大，生产时井液阻力小，在保证井中液柱高度小于使阀关闭时的液柱高度时，井下工具或仪器可通过阀下入井中。     

套管气定压阀

1.套管气对油井生产的主要影响高升采油厂是我国较大的稠油油田,且有4.91km~2的气顶覆盖,原始气顶气储量为28.32×10~9m~3,因此套管气对油井生产的影响较大,其影响主要表现为: (1)套压过高,导致稀油停掺。站内掺稀油泵所提供的压力一般在1.5MPa左右,套压     

DQ-9(5/8)型套管阀井下封井阀芯的研制

为满足全过程欠平衡钻井作业的需要,研制了DQ-9(5/8)型井下套管阀,其核心部件是封井阀芯。参考国际同类阀的各项技术优点,引用锥面密封理念,并采用三维CAD/CAE/CAM软件进行了优化设计。室内试验结果表明,该阀的各项性能参数能够满足全过程欠平衡钻井作业的要求。     

水平井井下工具模拟试验装置的研制

根据油田对井下工具的试验检测需要,研制了水平井井下工具模拟试验装置。装置主要由模拟试验台、水压系统、液压系统和数据采集与控制系统组成。试验台可以提供300kN的载荷输出,水压系统设计指标为30MPa。液压系统采用变量泵和比例溢流阀控制压力和流量,数据采集与控制系统由工控机与PLC联合,可实现对拉力、液压力、水压力和油温的实时采集,以及对比例溢流阀的连续控制。性能试验和应用试验表明,该模拟试验装置能满足井下工具拉压力检测和水压试验的要求。     

套管弯曲井机械磨铣打通道技术

针对胜利油田打通道修复套管弯曲井时，由于磨铣工具单一，操作不规范造成的打通道效果不佳的问题，改进了磨铣工具，设计了找眼、扩铣、取直3种工艺管柱，形成套管弯曲井机械磨铣打通道技术。该技术首先利用高效领眼铣锥进行找眼和初始磨铣．然后使用多级高效锥面铣锥由小到大逐步扩铣变形段，最后将高效铣锥短节和铣锥组合使用对变形段进行强制取直。现场施工中，通过对施工管柱必要的校核计算，确定合理的操作参数，可以有效减少打通道施工中常见的套管开窗和管柱断裂等事故。胜利油田应用该技术对24口套管弯曲井进行了修复，23口井获得成功，成功率95．8％。机械磨铣打通道技术是修复套管弯曲井的一种有效的技术手段。     

斜井井下工具试验装置

为了使大斜度井、定向井分层开采工艺技术的研究具备完善的中间试验条件 ,研制了斜井井下工具试验装置。该试验装置由主试验系统、液压系统、水压试验管汇系统等组成 ,具有适应性强、模拟井斜调整范围大、垂直和水平位移调整灵活、可集中控制和实时监控等特点 ,可模拟大斜度井分层注水、分层堵水、分层改造等井下工具在多种井斜状态下的多项性能试验。该试验装置已为 5项局级科研项目提供了中间试验条件 ,为项目研究提供了大量的实验数据 ,取得了较好的应用效果。