套管试压用液力强制密封装置

<正> 油田套管下井前的水压试验(以下简称试压)是现场进行套管质量检测的一个重要项目。试压时套管两端(接箍端和本体螺纹端)的密封是技术难度较大的关键问题。因为出厂的套管接箍外表面存在着很明显的粗车刀痕,套管本体外表面是粗糙的轧制表面,同一公称尺寸的套管即使是同一批产品,其实际外径的差异也比较大(仅对密封而言),而且在制造和     

套管下入激动压力计算模型及影响因素分析

套管下放产生激动压力可能会压漏薄弱地层,造成井下复杂.基于此问题,根据平板层流模型,建立一种适应于现场的激动压力计算模型.采用数值计算求解,分析钻井液性能、环空间隙、套管下深对激动压力的影响,结果表明,钻井液流变性和胶凝结构同激动压力密切相关,套管进入裸眼段前循环钻井液能减弱钻井液触变性,有利于降低激动压力;环空间隙越小激动压力越大;在上层套管内下套管也应控制下放速度,对窄安全密度窗口井而言可能因猛下套管造成井漏.     

套管试压对水泥环完整性的影响

目前中国油田套管损坏井日渐增多,研究人员对水泥环长期力学性能的研究主要集中在延缓和减少外挤载荷对套管的作用,改善套管的受力状况,而忽略了这些载荷对水泥环完整性(有效密封性)的影响.从维护水泥环本身的完整性出发,根据套管-水泥环系统受力情况建立平面力学分析模型,以弹性力学厚壁筒理论为基础,建立了水泥环破坏的判定依据,分析了套管内压和水泥环的弹性模量对水泥环完整性的影响.结果表明,提高水泥石的抗拉强度和降低水泥石的弹性模量,均可在保持水泥环完整性的情况下,大幅提高水泥环在套管试压过程中的承压能力.     

固井后套管试压对声幅测井影响规律的分析研究

分析了固井套管试压后声幅曲线变化的规律和声幅曲线变化的原因，指出套管试压后，套管与水泥环间的微环隙是造成声幅曲线变化的主要原因。现场试验证明，微环隙对声幅测井影响较大，但对后续作业影响不大，并给出了减少套管试压对水泥胶结质量影响的主要技术措施。     

防喷器试压失效分析

对防喷器壳体试压爆裂原因进行了详细分析，指出铸造缺陷，机加工缺陷，热处理缺陷及补焊缺陷是造成一系列爆裂事故的原因，通过对选材，口改进，圆角设计，机加工，热处理及补焊等方面的分析讨论，提出了改进措施，对防器的生产制造具有重要参考意义。     

套管试压对固井第一界面水力密封失效的影响

过高的套管试压将引起水泥环应力破坏,导致水泥环丧失密封性能.从研究套管试压对全井固井第一界面的影响角度出发,根据弹性力学理论,开发了第一界面剪应力分布拟三维有限元数值计算程序,并以LG-11井为例分析了套管试压引起的第一界面水力密封失效机理.计算结果表明:套管高压将导致油气井井口部分区域第一界面出现滑脱,对井底第一界面基本没有影响;随着试压压力增大,滑脱区域逐渐增大.计算结果与LG-11井试压前后测井解释结果一致.     

生产套管试压作业中螺纹脱扣原因分析

通过对脱扣套管材料理化性能分析、宏观分析、微观分析,结合现场作业过程分析,得出导致套管脱扣的直接原因为粘扣,导致螺纹粘扣的原因有接箍钢级不符合标准要求、上扣作业中夹持位置不当以及管柱压力测试时压力值偏大。还对规范下套管、试压作业程序、加强套管质量管理提供了意见与建议。     

基于裂缝诱导应力场的套管应力影响因素分析

水平井分段压裂形成人工裂缝,产生的裂缝诱导应力场影响套管应力分布。为研究在裂缝诱导应力场作用下套管应力影响因素,基于理论公式和有限元分析方法,建立套管应力力学模型和裂缝-地层-水泥环-套管三维有限元模型,借助力学模型验证有限元模型的可行性,模拟岩石弹性模量、套管内壁压力、水泥环弹性模量、地应力变化和施工排量对套管应力的影响,并针对徐深气田实际压裂段进行实例分析。研究结果表明：当岩石弹性模量低于15 GPa时,套管发生塑性形变,套管内壁无压力加剧了套管塑性变形程度;当套管内壁压力为100 MPa时,水泥环软硬程度对套管应力基本无影响;套管应力随着水泥环弹性模量的增大呈现增大的趋势,水泥环泊松比和软硬地层不改变套管应力变化趋势;随着地应力差值的增大,套管应力呈现减小的趋势;施工排量为16 m³/min时,套管存在塑性变形,达到极限施工排量18 m³/min时,套管完全失效。研究成果对压裂段套管的损坏防治具有一定的指导意义。     

自行密封管子快速试压装置

介绍3种自行密封管子快速试压装置,以及试压装置的主要零件设计和制造技术要求     

控压钻井条件下井身结构优化设计

基于控制压力钻井技术进行了钻井液密度窗口分析,并且与常规方式下的钻井液密度窗口进行了对比。由对比分析结果可知,控制压力钻井能够扩宽钻井液密度窗口,且不同控压钻井方式对钻井液密度窗口的加宽方式和效果不同。这种扩宽方式能够使每开钻井深度增加,减少套管层次,进而优化井身结构设计。同时以自上而下的井身结构设计方法为基础,考虑了井口回压值和双密度梯度这两种方式对下部液柱压力的影响,建立了控压钻井井身结构优化设计模型。通过计算每层下深所用的钻井液密度窗口,在窗口内根据力平衡方程进行迭代判断,从而计算出最优下深。     

套管钻井用套管与地层岩石磨损的试验研究

在研究套管钻井套管柱与井壁接触压力的基础上,根据中国套管钻井先导性试验工艺参数确定了接触压力范围,用MM型材料磨损试验机对J55钢级套管与典型岩石(砂岩、花岗岩)的滑动磨损情况进行试验研究,所用介质分别是自来水、自来水加润滑剂、钻井液和钻井液加润滑剂.得到了一系列磨损规律和试验回归方程,为预测套管钻井完钻后套管柱的抗挤、抗拉、抗内压强度特性和剩余寿命等奠定了数据基础.     

高温高压对井下套管强度影响研究

为了确定材料强度与温度、压力的关系式,建立了热内能表达式。理论分析与实验表明材料的熔点温度tm是压力p的函数,材料所处的压力越高,相应熔点温度也越高,静水压力是通过对材料熔点的影响而影响材料的强度。在同样的温度条件下,如果熔点升高,则材料强度也将提高。高压或超高压下,材料强度将等于或高于理论强度,表明金属中的缺陷此时已闭合。文中推导出的公式为井下套管的保护及防治提供了理论依据。     

西部地区深井井身结构设计技术探讨

科学合理地确定井身结构及钻井液密度是深井超深井钻井的关键环节之一，其基础是准确建立地层孔隙压力、地应力、破裂压力、坍塌压力的钻前预测剖面。分析了西部地区目前深井井身结构的缺点和进行井身结构应考虑的问题，介绍了深探井井身结构的设计方法，并针对西部复杂地区的地层特点，建议采用3种增加技术套管的井身结构方案。塔河油田钻井实践表明，采用这3种井身结构方案后，深井机械钻速得到提高，钻井周期缩短，而且降低了钻井成本。     

套管钻井扭转残余应力对套管抗挤强度的影响

套管钻井中套管管柱的旋转动力来自井口所施加的扭矩。讨论了在套管钻井中不同扭矩下扭转状态的确定方法，对应不同的扭矩，套管具有弹性、弹塑性和塑性三种不同的扭转状态；讨论了不同扭转状态下残余应力的分布情况，计算了在弹塑性扭转和塑性扭转情况下的平均残余应力，推导了考虑残余应力影响下的套管抗挤强度修正公式。算例分析结果显示，在发生弹塑性扭转的情况下残余应力使套管抗挤强度下降了0．033％，在保证管体不发生几何形状改变的条件下，可忽略残余应力对套管抗挤强度的影响。     

非均匀外挤力作用下套管强度特征分析

通过ANSYS有限元软件分析了套管在非均匀外挤力作用下的大变形特征，定义了套管在非均匀外挤力作用下破坏的临界条件，得到了此时的临界非均匀外挤力。为了表征套管在非均匀外挤力作用下的强度特征，定义了套管的等效破坏载荷，分析了等效破坏载荷与壁厚、载荷不均匀度的关系，并给出了计算实例。     

套损井修井磨铣参数优化

中原油田在套损井磨铣过程中由于管柱组合、施工参数选择不当,常发生套管开窗事故。在对套管开窗事故因素进行分析的基础上,应用有限元方法,对施工参数与磨鞋横向位移的关系进行了分析,并从磨铣压力和磨铣钻速两方面对磨铣参数进行了优化。研究认为,通过确定最优钻压和转速的范围,可以减小磨鞋的横向位移值,进而达到在磨铣过程中降低磨鞋偏磨套管风险的目的。现场应用表明,优化结果对现场施工具有重要的指导意义,施工效果良好。     

套管钻井中套管疲劳损伤模型研究

根据套管材料的疲劳应力寿命曲线推导出了套管构件的疲劳应力寿命曲线;结合疲劳损伤理论,通过定义套管疲劳损伤量和疲劳损伤强度2个基本参数,对套管疲劳损伤进行度量,建立了套管疲劳累积损伤计算模型。由现场套管钻井实例分析结果可知,位于井口的套管疲劳损伤程度最大;采用单因素分析法,当转速一定时,套管的疲劳损伤随着井深的增加而减小;当钻压固定不变时,套管的疲劳损伤随转速的增大而增大。该模型对于套管的疲劳损伤评估具有重要的指导意义。     

影响套管波幅度的因素

对固井质量评价解释只能是定性评估,根据经验或并不完善的理论进行估算,解释模型简单.分析了影响声波水泥胶结测井的各种因素,利用多口刻度井来量化各种影响因素,建立一套新的固井质量定量解释模型,提高了固井资料解释的可靠性.胜利油田测井公司KM-11、KM-12刻度井的启用,对确保水泥胶结测井评价的精度和准确性具有较好的效果.     

套管泥线悬挂系统技术分析与发展建议

为了加快研制具有我国自主知识产权的套管泥线悬挂系统,在简述了套管泥线悬挂系统的重要性和技术优势之后,介绍了Plexus公司、GE-Vetco Gray公司、Cameron公司及Dril-quip公司的几种套管泥线悬挂系统,并对其技术参数、结构及使用特点进行了对比分析。随后指出国外套管泥线悬挂系统朝着多类别、系列化、更可靠和更高效的方向发展。最后,就国内开展套管泥线悬挂系统研制提出了几点建议。