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。     

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。     

新型带压作业管柱接箍探测装置的研制

为了满足油井带压作业的需要,研制了一种新型带压作业管柱接箍探测装置。它主要由接箍探测装置壳体和接箍探测部件组成,在注水井带压作业过程中,油管接箍通过井口时,管柱接箍探测装置能够提供一个准确的报警或控制信号,使闸板防喷器按照起下油管的顺序关闭或打开闸板密封副,使油管接箍安全、顺利地通过井口,从而提高注水井带压作业系统的效率。室内模拟试验表明,油管接箍到达探测装置时都能准确发出信号,使指示灯发光并报警,说明该探测装置达到了设计要求。     

远程控制液压油管防顶防喷装置的研制

在油田井下作业起下油管过程中,为了防止出现井涌、井喷和油管上顶事故,研制了远程控制液压油管防顶防喷装置。该装置采用液压快插式堵塞技术,既能快速堵塞油管,又能开关油管内通道,保证压井需要。整套装置远程液压控制,在油管上顶管内溢突发状况时实现全部机械自动化控制,不需人员在井口上操作,减轻了工人的劳动强度。现场模拟油管内液体外溢,仅需34 s就完成堵塞器从井口外侧的对中、插入油管直至堵塞密封整个过程。该装置的自动化控制和远程控制在油田安全生产、环境保护和减轻施工人员劳动强度方面做出了贡献。     

油管机械化输送及排放装置研究与应用

油水井修井作业在起下油管时,需要人工搬抬油管、抽拉油管、拖拽油管及排放油管,作业工人的劳
动强度大,工作效率低,且存在安全隐患,为此,研制了油管机械化排送装置。该装置由油管排放装置和油管输送
装置组成。油管排放装置通过重力滚动及导向装置换向实现油管的自动排放,油管输送装置通过抓取臂的圆弧运
动将井场油管运送至Ｖ型槽,通过液压缸的伸缩实现整套油管输送装置的斜向举升和复位最终实现油管在井口与
井场之间的运移。现场试验应用表明,该装置能与现有修井作业配套使用,可实现油管的自动排送,降低场地工人
的劳动强度,提高修井作业的安全性,同时进一步提高了修井作业的机械化水平。     

新型防喷吊卡不压井修井作业过程仿真分析

为了提高不压井修井作业时油管内封堵的可靠性,针对低压油水井的作业需求,设计出新型的不压井防喷吊卡。该机构是将油管内封堵位置调整到井口,在油管接箍卸扣处进行动态密封。应用三维软件建立吊卡模型,导入流体仿真软件及运动仿真软件进行分析,获得了吊卡的力学和动力学数据。结果表明该机构安全、稳定。为现场使用提供了理论支持,为进一步改进防喷吊卡提供了参考依据。     

注汽采油多用井口装置研制

蒸汽吞吐是稠油井最主要的开采手段,由于目前采用的蒸汽吞吐工艺2次作业都需要更换井口装置,且在更换井口过程中无法使用不压井作业装置和安装防喷器,存在较大安全隐患。研制了一种注汽采油双用井口装置,介绍了该装置的设计依据、结构特点、工作原理、室内试验和应用前景。     

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。     

抽油井不压井作业装置及抽油泵底阀设计

江苏油田的部分油井存在油管短路、地层高压低渗、漏失严重等问题,这些问题造成压井作业困难,并且压井作业过程中的井控与环境污染风险较大。为了进行不压井检泵作业,同时缩短检泵之后的产量恢复周期,进行了不压井作业技术研究,并研制了不压井作业装置。为解决起下抽油杆过程中的防喷问题,改进了抽油泵底阀结构,该结构可实现起下抽油杆过程中油管不带压、无溢流,并保障起下油管过程中的井控安全。该技术在江苏油田现场应用9井次,效果良好。     

新型井下多功能密封器研制

为了解决不压井作业过程中下管柱时的油管内密封问题,研制了一种新型井下多功能密封器。该密封器设计有密封段和密封塞,下管柱时接于管柱下端并密封油管中心通道,实现不压井作业。下完管柱后,通过地面加液压力,使油套连通并投产。试验证明:该井下多功能密封器满足注采管柱以及各种增产措施管柱在下管柱作业时油管内密封要求,同时在管柱主通道形成一个定位坐落密封段,为再次作业时投入油管内堵塞密封工具,实现带压起管柱打好基础。现场应用200余井次,成功率100%,解决了多年以来困扰不压井作业技术推广存在的瓶颈问题,取得了很好的经济效益和社会效益。     

全液压防喷作业机研制成功

<正> 吉林油田扶余采油二厂在分析研究了国内外不压井作业装置的基础上,研制成全液压防喷作业机。该作业机用液压导轨将修井机械与井口防喷装置联为一体,结构新颖、合理,使用稳定性好,搬运方便。搬运和使用时不需配套车辆和起重设备,易于对井口,因而可大大减少作业准备时间。整机采用液压传动,动力特性较好,调速范围广,无级变速,运转平稳,     

欠平衡钻井条件配套的射孔工艺技术

欠平衡钻井条件下配套的射孔技术具有四大射孔难题:井口带压作业、全过程不压井作业、低围压射孔作业及便于后续作业.阐述了全通径射孔工艺技术、锚定射孔工艺技术及井口带压电缆输送射孔工艺技术等3种射孔作业方法.全通径射孔器可在负压条件完成油管输送射孔作业后自动将起爆器芯子、射孔弹碎屑、枪尾丢掉,使整个射孔枪串成为全通径完井生产管柱;锚定射孔工艺技术使用专用的模块式射孔枪和配套井口电缆防喷装置捞取射孔器,入井的射孔枪分解成独立的模块式单元,射孔后能在防喷管高度范围内进行带压、分段捞枪,实现整个射孔过程的不压井作业;井口带压电缆输送射孔工艺技术应用井口高压、大直径防喷系统,选择大直径射孔枪,采用优质射孔液,在井筒压力等于或低于地层压力时实现带压(负压)射孔作业,避免了正压射孔对油气层的伤害.这些技术在现场应用中见到较好的效果.     

钢丝投堵式油管堵塞器

针对常规油管堵塞器存在投放位置不准确、中途易遇阻及封堵油管可靠性差等问题,研制了新型钢丝投堵式油管堵塞器。该堵塞器利用钢丝拉力的作用,实现堵塞器卡瓦机构锚定油管内壁,胶筒同时压缩实现封堵油管内腔。室内试验表明,该堵塞器可承受压差35 MPa,顺利实现丢手,堵塞油管。现场20口井的应用表明,该堵塞器配合带压作业装置,可实现修井作业过程不放喷、不压井起下油管柱,累计节约修井费用137万元。     

机械化修井作业油管扶正装置的研制

为解决起下管柱作业时机械化程度低而导致的工人劳动强度大、施工环境恶劣和施工风险大等问题,研制了机械化修井作业油管扶正装置。该装置由井口支架、扶正液压缸、导向锥桶、辅助扶正臂、主扶正臂以及机械扶手等组成,采用液压缸驱动,通过扶正臂减小悬吊油管的摆动幅度,实现油管精准对中,保证油管顺利对、上扣。有限元分析结果表明,设计的装置最大能满足?114.3 mm(4?in)油管的扶正对中要求。现场应用结果表明,该装置可顺利配合井口装置和油管输送装置完成油管起下作业,无需人工直接参与,其安全性、稳定性及连续工作能力均满足现场应用要求。     

SY-I型作业井试压装置的研制

针对水罐车加水试压、水泥车试压导致资源利用浪费、试压费用高和手动试压泵试压时压力上升缓慢等问题，研制了SY—I型作业井试压装置。该装置主要由增压液缸、三位四通手动换向阀、单向阀、液压管路等组成，与井口的连接采用油管螺纹，与动力源连接采用快速接头，以井场作业机液压源为动力源，以井口水源为试压水源，便于操作。现场应用表明，作业机的输出压力一般控制在6-10MPa，对2000m井深的油管柱，试压装置输出压力表显示起压至10MPa一般只需15min，满足现场油管柱的试压检测要求。     

一种新型带压作业设备的研制

针对目前带压作业设备自动化程度和作业效率均较低以及拆装、搬迁和移运费用高等问题,研制了一种新型带压作业设备。该设备由全液压钻机、旋转动力头、井口装置有机组合而成,动力系统、控制系统统一设计,采用车装式、全液压驱动和智能控制,能够完成带压小修、带压大修及欠平衡钻井作业。试验结果表明,该新型带压作业设备结构合理,技术先进,操作灵活,自动化程度高,作业效率高,能够满足井内压力不超过21 MPa的井下作业要求。     

起下立柱带压作业装置的研制与应用

针对国内带压作业施工效率低和不能起下立柱的问题,研制了起下立柱带压作业装置。重点设计了带压起下立柱作业平台,将立柱穿过作业平台中部的立柱排放孔立在地面上;三闸板防喷器无线远程控制系统可及时安全地处理井口失控风险;升降液缸差速控制可实现轻载荷时带压快速起下管柱,提高作业效率;油管接箍探测器检测成功率高,为带压作业装置各防喷器组动作提供依据。起下立柱带压作业装置现场应用7井次,与常规作业方式相比,施工效率提高11.5%以上。该装置性能安全可靠,满足井口压力21 MPa、5 000 m以内井深的带压作业要求。     

折叠式油管扶正机械手的设计与分析

在油田修井作业中,为了有效提高修井作业效率,降低人工操作的安全风险,同时还为了符合自动化修井机高集成度、模块化的设计理念,减小油管扶正机械手的安装体积,设计了折叠式油管扶正机械手。分析了油管抓手、油管定位机械臂和折叠机械臂等主要结构,阐述了定位机械臂的校正并实现油管对中功能的原理。选用合适的液压缸并设计了同步分流单向阀锁紧液压回路,保证了机械手工作的安全与稳定。该机械手可以远程操控以完成对油管的抓放、推送、扶正和井口对中等操作,实现了井口无人化作业。现场应用结果表明,油管扶正机械手对中精准,快速稳定,减轻了工人的劳动强度,同时也提高了安全性。     

新型不压井井下控制开关的研制与应用

新型液压控制开关是高压油井丢手不压井作业管柱的关键工具，该工具配套形成的丢手不压井作业工艺技术同时解决了高压油井作业时拆装井口、起下抽油杆和起下油管柱时的带喷问题；同时该技术有效地防止了清蜡洗井等入井液对油层的损害问题，对开发高压低渗透油田有重要意义。本文主要介绍了新型液压控制开关的结构、工作原理、设计计算及应用。