LG450/50-6500车载式连续管作业机

在重庆和四川的偏远地区蕴含丰富的油气资源,普遍井深超过5 000 m,但是这些地区道路条件复杂,拖装连续管作业机无法顺利达到井场,而普通车载式连续管作业机由于底盘车结构的限制,最大容量无法突破5 000 m(φ50.8 mm连续管),为此,开发了LG450/50-6500车载式连续管作业机。该作业机可适应川渝地区复杂的道路条件,并满足该地区页岩气等油气井作业需求。滚筒车底盘采用框架式大梁结构,滚筒车实际承载能力61 t,其框架尺寸可适应外缘直径3 760 mm,内宽2 200 mm的滚筒安装要求,满足6 500 m连续管(φ50.8 mm)的装载需求。注入头最大提升力450 kN,可满足6500 m连续管(φ50.8 mm)钻磨、压裂、冲洗井以及测井等不同类型作业要求。研究内容可为连续管作业机的应用和结构优化提供参考。     

新型连续管倒管器的研制及应用

针对我国尚无适用于不同中心孔的运输滚筒的倒管器现状,以及大管径连续管反张力大,使用倒管器不易将其排整齐的现状,研制了新型连续管倒管器。该倒管器由底座、连接机构、驱动系统及排管系统组成,它采用液压马达帯直角减速器驱动,利用链轮来调节传动比,能实现大扭矩输出,可适用于2 286～2 667 mm宽的运输滚筒。现场应用结果表明,该倒管器可将连续管整齐均匀地排列在作业机滚筒或运输滚筒上,连续管无划痕或损伤,可使操作人员从过去的5人以上减少为2人,倒管时间从过去的12 h减少到现在的5 h。     

沈抚线“管中管工艺”穿套设备通过生产试运

为完成采用“管中管成型工艺”防腐保温的沈抚线管道工程,双排式气动穿套机已于1987年2月13日通过生产试运,在6小时内按“管中管”成型工艺生产23根 PUS 成品管,双排式气动穿套机的结构外形如图示,主要包括固定机座、活动穿套橛、托管车,马鞍轮、四联杆机构活动架、穿套撅伸缩机构等部件。其基本参数如下:1.穿套钢管规格φ377×7,mm2.穿套橛尺寸φ355×700mm3.穿套活动行程 700mm4.活动四联杆机构:垂直轴升降行程 350mm水平轴移动行程 485mm5.气动控制系统:气源工作压力 60N cm~2气控电磁阀型号 K25D-8气动缸:型号 QGB125穿套机6小时穿套22根,PUS 管合格率65.2%,从 PUS 管质量情况分析,主要问题是注料量控制不准,配料尚缺乏经验,新设备操作不熟练,这些都有待于批量生产时改进。     

侧钻井免射孔滑套工艺技术研究

从工具性能、工作原理、施工工艺等方面出发,介绍了一套侧钻井免钻射孔滑套工艺,主要应用ф139.7mm套管内开窗侧钻完井,解决了常规侧钻完井采用ф95mm套管(内径φ82.25mm)固井后下入73枪+60.3mm过油管射孔的工序复杂、出水后卡层困难等问题。该工艺施工作业简单,有效减少射孔作业及对产层的伤害,能有效保证固井质量,可达到投产快、费用低等效果。     

STL5380TLG型连续管水平井测井车研制与应用

STL5380TLG型连续管水平井测井车将升降装置、注入系统、绞车系统设计在同一底盘上,将注入系统和鹅颈管导向合为一体,简化了整车结构,降低了成本。配置了电路主操作系统和液路辅助操作系统2套操控系统,并且简化了操作过程。现场应用情况表明：该车达到27m/min的送管速度,已经实现垂深1 170.2m、水平段长534m的水平井测井作业。整车运转良好,达到设计要求。     

塔河油田Φ177.8 mm套管开窗侧钻井技术难题与对策探讨

近年来,塔河油田为满足部分侧钻井的地质避水要求,采取从石炭系巴楚组或奥陶系上部桑塔木组泥岩段进行开窗侧钻,但泥岩在井内液体浸泡下存在易坍塌、掉块等不稳定问题,给钻井、完井带来了巨大的安全隐患。此文介绍了塔河油田φ177.8 mm套管开窗侧钻井技术现状与难题,探讨了下φ127 mm套管、膨胀波纹管、实体膨胀管封隔泥岩三种技术方案的可行性。     

用于φ177.8mm套管井的Y形生产管柱及配套工具

Y形电潜泵生产管柱在海上油田应用广泛,具有不动管柱实现生产、测试和分层采油等多种功能,但是由于技术的局限性,该工艺只能应用于φ244.5 mm井筒。针对海上部分油田φ177.8 mm井筒对该工艺的需求,设计了适用于φ177.8 mm井的Y形生产管柱,同时配套了生产堵塞器、测试堵塞器和锁定式堵塞器等井下工具。通过优化生产堵塞器密封结构,提高了堵塞器的使用性能;测试堵塞器通过金属流管密封性能研究,解决了密封件不耐磨以及寿命短的问题。2011年在渤海油田2口井的现场应用结果表明,在φ177.8 mm套管井中可以通过Y形生产管柱实现不动管柱条件下电潜泵生产与分层测试、分层采油等多项工艺。     

小井眼固井工艺及效益初探

辽河科尔康油田属低压、低渗、低产油田,井深1000~2200m。过去二开用φ215mm钻头,下φ139.7mm全管,注水泥浆25~35m3.固井用水泥车7台、灰罐车4~5台。现改用φ165mm钻头,下φ127mm套管。由于属小井眼,给固井带来许多困难。但通过套管扶正器的合理加放,运用流变学注水泥设计结果及对有关参数的选择与修改和优选水泥外加剂配方等,经7口井试验,固井质量合格,初步解决了小井眼固井技术难题。但由于小井眼钻井完井技术刚起步,设备、工具不配套,还只是在管材、水泥及外加剂、套管附件消耗和施工动用车辆等比常规井眼有所减少。     

不同轧管成型机组生产准φ508~准φ660mm管线管合理性分析

对φ508~φ660 mm管线管,可以采用φ720 mm斜轧扩管机组、φ1422 mm JCOE焊管机组、φ1626 mm预精焊螺旋焊管机组和φ660 mm HFW焊管机组生产,但不同机组生产该直径范围管线管,其壁厚、长度、钢级、小时产量、原材料和主要能源介质消耗及生产成本各不相同。综合分析比较了4种不同生产方式的工艺特点、产品质量、能耗及生产成本等,认为采用φ720 mm斜轧扩管机组是最不经济合理的生产方法,最合理的生产方法是采用φ660 mmHFW焊管机组。     

排水采气工艺在华北油田苏1潜山的应用

针对苏1潜山气藏埋藏深、温度高、大部分井处于带水开采阶段、井口压力高低不一、排液量小、凝析油产量较高的特点,优选出气举作为恢复气井生产的主导排水采气工艺,选择连续气举工艺的开式、正举的气举方式,采用气举工艺压缩机、非平衡式波纹管套压控制偏置式气举阀、(φ)73 mm加厚工作筒和(φ)60.3 mm平式工作筒、采输气设备、水处理设备,并进行注气工艺管柱组合优化和注气参数优化调整.从2000年起陆续在苏1潜山的5口井实施作业,累计生产2253 d,增产天然气2345.75×104 m3,增油1323 t,累计排液2.794×104m3,5口井累计节约注入气量336.1×104m3.气举排水采气工艺的实施,有效地保证气藏的产气能力,提高了气藏采收率.     

带封隔器的油套合压管柱油管临界排量计算

为防止油套合压过程中封隔器因承受较大活塞力而发生移位,开展了保证封隔器不发生移位的油管临界排量计算研究。通过管柱受力分析,建立了压裂管柱轴向力计算模型,利用有限元分析软件模拟了封隔器胶筒的锚定力。根据压裂管柱所受轴向力与锚定力的关系建立了保证封隔器不发生移位的油管临界注入排量计算模型。通过计算得出:当地层破裂压力梯度为2.1 MPa/100m时,井深2 000.00 m处φ60.3,φ73.0及φ88.9 mm油管的临界排量分别为0.965,0.810和0.470 m3/min;而在井深3 000.00 m处,3种尺寸油管的临界排量分别为1.120,0.985和0.680 m3/min;临界排量随井深增加而增大,随油管尺寸增大而减小;在选取的地层破裂压力梯度范围内,地层破裂压力梯度为1.8 MPa/100m时,φ88.9 mm油管的临界排量最小,为0.46 m3/min。研究结果表明,油管排量大于临界排量可有效防止封隔器发生移位,有助于确保油套合压过程中压裂层位和压裂深度的准确性。      

胜利油田低渗油藏表层套管优化设计研究

针对胜利油田低渗油藏的地质特征,在地层环境相对清楚,能够保证安全钻井井控的前提下开展了表层套管优化设计研究,用φ273.1mm套管替代φ339.7mm套管、开眼用φ346.1mm钻头替代φ444.5mm钻头,使得套管尺寸缩小了19.61%,井眼尺寸缩小了22.14%。研究分析表明,相同条件下,φ273.1mm套管柱比φ339.7mm套管柱强度更高,抗拉安全系数提高了10.58%～10.81%,抗挤安全系数提高了39.81%～39.67%,抗内压安全系数提高了14.29%。现场应用结果表明,采用φ273.1mm套管作为表套的井身结构优化设计方案可行,既能保证钻井井控安全,又能满足后期采油作业的要求,同时降低了钻井综合成本,达到了低渗油田高效开发的目的,具有重要的应用价值。     

冲击钻井粒子注入系统研究

冲击钻井粒子注入系统是随着粒子冲击钻井技术的提出而发展起来的一套新型粒子注入系统（Particle Injection System）,是为了实现粒子的均匀、连续、平稳注入而研制的。该系统能将粒子（钢质粒子）以一定的速率,均匀、连续、平稳地注入到高压钻井液中,通过采用2个粒子注入管交替完成注入粒子和加压排出粒子的过程,利用螺杆挤压泵保证了粒子均匀、平稳地注入到高压钻井管汇中。分析了注入系统的注入原理,完成了关键部分的结构设计,包括粒子举升系统、注入管、螺杆挤压泵等,并通过实验得到了不同压力下节流圈直径与粒子体积分数的关系,为该系统在现场的应用提供了理论和实验依据。引用格式:徐依吉,赵健,毛炳坤,等.冲击钻井粒子注入系统研究［J］.石油钻采工艺,2012,34（1）:1-5.     

不同轧管成型机组生产φ508～φ660mm管线管合理性分析

对φ508～φ 660 mm管线管,可以采用φ720 mm斜轧扩管机组、φ1 422 mm JCOE焊管机组、φ1 626 mm预精焊螺旋焊管机组和φ660 mm HFW焊管机组生产,但不同机组生产该直径范围管线管,其壁厚、长度、钢级、小时产量、原材料和主要能源介质消耗及生产成本各不相同.综合分析比较了4种不同生产方式的工艺特点、产品质量、能耗及生产成本等,认为采用φ720 mm斜轧扩管机组是最不经济合理的生产方法,最合理的生产方法是采用φ660 mmHFW焊管机组.     

大套变井连续油管带压注水泥塞技术

华北油田留70-85井具有井筒严重套变、井口带压、地层存在漏失等特点,采用常规的60.3 mm油管难以下入到井筒的设计深度进行泵注暂堵水泥塞施工作业。鉴于此,利用连续油管(CT)刚度小、柔性好、可带压作业的特点,采用50.8 mm连续油管下入到套变井筒中进行泵注暂堵水泥塞施工作业。该井在施工过程中严格控制排量和泵压,解决了地层漏失、水泥浆高压失水闪凝等难题。结果表明,在此类井筒中采用连续油管注水泥塞具有作业精度高、施工作业安全可靠等特点,水泥塞质量合格,为今后套损套变井带压修井中的泵注水泥浆暂堵施工提供了重要的参考。     

测井用大管径连续油管电缆注入装置研制

在进行测井作业时,为了解决大管径连续油管的穿电缆难题,对比常规连续油管穿电缆方式,结合连续油管的应用环境,选用水动力牵引形式将电缆注入盘绕的连续油管中。通过电缆注入方案的研究,开发了电缆注入装置。电缆注入装置由电缆转盘装置、电缆密封系统、电缆记录装置、液压动力控制装置、电缆滚筒组成。现场测试与应用表明:该套连续油管电缆注入装置能满足大管径连续油管穿电缆的要求,无需移动运输滚筒上的连续油管,节省时间,降低劳动强度,安全可靠。     

考虑弯矩和剪切影响的造斜段套管抗挤强度分析

水平井造斜段套管受弯曲、剪切和挤压等载荷共同作用,受力条件复杂多变,常发生错断或挤毁等安全事故。为此,根据水平井造斜段套管井眼轨迹的几何特性,考虑弯曲、剪切和挤压联合作用,建立造斜段套管力学模型,应用拉梅厚壁筒理论和第四强度理论,导出水平井造斜段套管抗挤强度公式。应用公式计算了不同井眼曲率、不同壁厚2种套管的抗挤强度,并进行了ANSYS有限元验证。分析结果表明:每25 m井眼曲率由3.75°增加到15.00°,P110套管的抗挤强度下降约53%,TP140套管的抗挤强度下降约28%;每25 m井眼曲率为3.75°时,φ139.7mm×12.7 mm P110套管的抗挤强度为89.8 MPa,比φ139.7 mm×10.54 mm P110套管大27%。随着井眼曲率的增加,弯曲套管的抗挤强度降低明显。研究结果可为提高水平井造斜段套管的安全性提供参考。     

水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置

为解决水平井注蒸汽测试中高温高压下动密封和连续管注入头超温问题,成功研制了水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置。该装置采用二级密封及长密封段自密封方式,采用耐高温氟橡胶、碳纤维及钢垫的组合形式做密封件,采用耐350℃高温导热油自动控制加压密封件,采用水循环冷却管给连续管、密封系统降温,可确保起下时注入头不超温和施工安全。在测试起下过程中,2口水平井井口注汽压力均在13 MPa以上,井口防喷密封装置未发生蒸汽泄漏,注入头处温度低于120℃,完全可以满足高温高压下用连续管测试施工要求。     

海陆两用模块化橇装式连续管作业机的研制

为了加快连续管技术在我国的发展与应用,研制了海陆两用模块化橇装式连续管作业机。该作业机按功能分为4个橇装模块,分别是操作控制橇、动力控制橇、盘管滚筒橇和井口装置橇,防喷系统适用70 MPa的井口高压,一套防喷系统可以密封多种管径的连续管,配备了多种形式的井口连接转换装置,注入头的提升力充足,在作业遇阻时解卡能力强。现场试验和应用结果表明,该连续管作业机运行平稳,控制准确方便,最大走管速度达60 m/min,注入头与滚筒动作协调一致,达到了作业要求。     

LZ580-73T连续管钻机的研制

采用连续管钻井技术进行老井重入加深、老井重入钻水平井和过油管侧钻将在油田增产、难动用储量开采、利用现有井筒低成本开采深部储层以及提高最终采收率等方面发挥积极作用,成为利用钻井工程技术提高油气采收率的重要手段。依托国家科技重大专项课题,成功研制了LZ580-73T连续管钻机。钻机研制过程中攻克了满足我国道路和运输条件的整机空间和结构的设计与优化、重载底盘和滚筒的设计与优化、整机动力系统合理配置与优化、整机集中控制与监控、大载荷注入、提升与夹持系统、连续管导入装置和工艺、连续管钻井配套等关键技术。单元试验、整机联调和型式试验结果表明,该钻机整机运行安全平稳,符合设计要求。