较深水导管架隔水套管安装方案优化及提效技术

与浅水相比,较深水导管架隔水套管的安装具有翻身强度限制、分节数量多、悬挂于导管架井口区、井口区强度要求较高、海上施工效率低及建设成本高等特点。以东方气田某导管架平台为例,阐述较深水导管架隔水套管分节方案优化方法,创造性地提出超长隔水套管的分节方案,开发超长隔水套管双起重机合抬起桩设计,采用数值分析和三维模拟对结构强度和干涉状态进行分析,给出超长隔水套管的安装方案设计。技术成果在工程项目中得到实际应用,效果良好,对浅水及较深水类似项目具有一定的借鉴意义。     

隔水导管与土壤胶结强度试验分析研究

为研究隔水导管与水泥浆、水泥浆与海底土之间作用机理,在天津塘沽渤海湾海滨地区做了系列模拟试验,根据试验结果分析了隔水导管与水泥浆固结力随时间的变化规律以及水泥浆与海底土层固结强度随时间的变化规律。在海上隔水导管钻入法施工中,隔水导管的入泥深度确定与海底土性质及水泥浆固结质量有很大关系。隔水导管钻入法施工一般使用海水钻进,钻完固井后隔水导管外面与水泥浆直接接触,而水泥浆又与海底土层直接接触。通过模拟试验结果得出,水泥环强度突变点是发生在注入水泥浆后的48 h的时间段。该研究成果能够为海上隔水导管钻入法固井作业施工和钻井隔水导管入泥深度的确定提供科学依据。     

海上单筒三井隔水导管结构整体力学分析

单筒三井隔水导管作为目前大直径单腿结构平台使用的主要结构方式,这种技术大幅度地节约了边际油气田开发的成本。介绍了单筒三井隔水导管的组合结构,提出了该组合结构整体力学的一种分析方法,该力学模型简化了计算方法,提高了计算精度。以渤海湾油田为例,对比分析了水泥环对单筒三井隔水导管组合结构力学性能的影响。通过对单筒单井隔水导管结构的整体力学分析可以进一步减少海上施工的盲目性和作业风险,降低小油气田的开发费用。     

导管架平台结构损伤数值模拟

为保证平台的生产作业安全,需进行实时健康安全监测。对损伤进行数值模拟是进行健康监测研究的基础方法。引用多尺度建模思想,采用多点自由度法对单元进行连接,提出将刚度剩余率作为衡量损伤影响程度的指标,并以此计算约束方程的耦合系数从而达到模拟损伤的目的。     

涠洲某油田隔水导管腐蚀检测及强度评估技术研究

海上固定式导管架结构生产平台隔水导管位于海水飞溅区和潮差段的部分由于常年受到海水冲刷、温度及应力变化等作用,普遍出现锈蚀、孔洞或裂缝变形等损害,结构和强度受到损坏。根据涠洲某油田隔水导管的实际情况制定了腐蚀检测方案,并建模对其结构强度及使用寿命进行了模拟核算和评估,研究表明该平台隔水导管普遍存在麻坑腐蚀及孔洞腐蚀现象,该方法对海上油气田开发平台的隔水导管检测和再利用具有很好的参考价值。     

崖城13-1气田表层隔水导管快速打桩技术

由于崖城13-1气田开发需要,从2009年12月到2010年10月先后进行了4口大位移调整井的钻完井作业,其中A10和A15井表层?660.4 mm隔水导管采用钻机打桩方式完成。以这2口井的打桩作业情况为基础,结合相关理论研究计算,进行了地层基础承载力分析、打桩锤的优选及快速安装设计、深穿刺引鞋的设计、替打短接的设计,应用了Pile driving monitor数据采集系统及快速打桩工艺,形成了完整的快速打桩工艺理论,经过现场作业的检验,取得了较好的应用效果。崖城13-1气田打桩作业的技术关键,对未来海洋钻井打桩作业模式具有重要的借鉴意义。     

基于相似模型的导管架平台波浪载荷数值模拟

为确保海洋平台在海浪环境下的安全生产,研究波浪载荷的数值模拟方法及波流耦合作用下平台结构的静动力响应。以导管架平台相似模型为例,应用有限元法,根据5阶Stokes波浪理论,对平台在波浪载荷作用下的静动力响应进行了数值建模和仿真分析。结果表明:在波浪载荷作用下,平台结构产生类周期往复运动,周期与波浪周期基本一致;平台不同位置的响应值不同,从泥线至平台顶端,响应值逐渐增大;平台甲板结构变形明显,最大应力出现在桩腿底部位置。为实际工程应用和安全诊断提供参考。     

北部湾盆地大尺寸隔水导管开窗再利用技术研究与应用

北部湾地区部分隔水导管桩管鞋发生变形,报废井槽在常规钻井工艺下无法利用。从隔水导管、桩土承载力、窗口强度等方面论证了隔水导管开窗可行性,分析隔水导管不同开窗点深度对桩土承载力的影响,建立隔水导管开窗口有限元分析力学模型,计算开窗后隔水导管轴向抗压、抗弯强度,分析了隔水导管不同开窗点深度、桩管偏斜对井口临界载荷的影响规律。结果表明,隔水导管开窗口处允许的轴向力随弯矩的增大呈线性关系降低,开窗处强度是决定井口允许载荷的主要因素;开窗点越靠近泥线,井口允许载荷越小;桩管下部偏斜将增加开窗口处的弯矩,降低井口允许载荷;当开窗点深度超过泥线 ２０ｍ后,开窗点深度、桩管偏斜对井口允许载荷影响较小。在南海西部首次实现大尺寸隔水导管开窗侧钻工艺,有效利用报废井槽,对后续报废槽口再利用具有借鉴意义。     

超长替打桩技术在南海导管架平台的应用

针对南海某导管架平台打桩时,桩的初始入泥深度不足的问题,提出使用替打的工作方案;当打桩深度为98 m时,为了避免打桩锤套与结构保护罩之间发生干涉,进一步核实所需要采用的替打长度;使用GRLWEAP打桩分析软件进行启动可打入性分析和连续可打入性分析,将现场实际测量结果与数值模拟结果进行对比,验证数值模拟计算的准确性。结果表明：采用替打进行打桩时,桩距离保护罩最近的距离为236 mm,不会影响已布置的保护罩;对于锤击数远小于900的拒锤数,认为使用所设计的替打方案进行打桩工作是可行的。     

交变动冰载荷对导管架平台上部管线系统的影响

以渤海某油气田WHPA平台为例,采用有限元数值模拟方法研究了交变动冰载荷对导管架平台上部管线系统的影响。冰激振动可以引起较大的平台甲板加速度响应,从而危及导管架平台上部管线安全。在冰区导管架平台上部管线设计中,必须充分考虑冰激振动的影响。对于在建造和在服役的导管架平台,应对上部管线进行振动分析,可以采取加强管线支撑结构和增加管线支撑数量来提高管线系统基频,以避免发生共振现象。     

Y344-110找漏管柱的研制与应用

针对江 45 3找漏管柱存在的封隔器胶筒容易损坏、节流器密封不严等问题,设计了Y344 - 110找漏管柱。该管柱采用新研制的Y344 - 110封隔器和?10 0mm节流器。经现场 16口井试验表明,该管柱外径小,解决了套变井径大于 110mm油水井验套的工艺难题。并且该管柱多次坐封,封隔器胶筒也不会损坏,密封可靠;节流器阀芯和阀座之间采用软密封,密封性好,开启压力稳定。找漏工艺 1次成功率由以前的 30%提高到 10 0%,取得了较好的经济效益。     

复合压裂管柱结构优化设计与应用

复合压裂管柱存在油管长度配置不合理,轴向抗拉安全系数过剩的问题.以轴向抗拉安全系数为设计目标,对复合管柱各段油管进行受力分析,推导了各段油管长度的计算公式,揭示了影响各段油管长度的因素.以3700 m长复合管柱为例,优化后的复合压裂管柱各项安全系数满足要求,并且可以减少15％管材使用量.     

修井作业中的自动起下管柱系统探讨

目前在油田修井作业中起下管柱的人工作业量大、工作效率低、危险性大、工作条件差。提出了一种自动起下管柱作业系统,主要包括通井机、井架、液压钳、筒式吊卡、卡瓦支座、立式排管架和控制系统等,支座卡瓦为弹性体微条嵌入式结构,筒式吊卡能自动卡入和松开管柱接箍,排管架可实现管柱的立式排放,控制系统协调各部分的工作。该系统构思新颖,结构简单,技术可行,并能够与现有修井设备配合使用,实现油田修井作业的自动化。     

埕岛浅海油田注水管柱及配套工艺技术

根据埕岛浅海油田的开发现状,阐述了注水方案部署及其对注水工艺技术的特殊要求,重点介绍了埕岛浅海油田防砂注水管柱及配套工艺技术构成,即分层防砂工艺、分层注水工艺和测试投捞调配工艺 3大部分。分层防砂工艺是指防砂管柱坐封丢手后留在井中,分层封隔器保证了动态停注过程中层与层之间严密分割、互不串通,特殊结构的金属棉滤砂管与采用单流阀结构的注水阀组成一个密闭空间,保证地层砂不会反吐到防砂管柱内部;分层注水工艺中主要采用了集成式综合封隔配水器,注入水在经过配水器后,各层注水量的调配是通过改变配水器内芯子上的水嘴大小来实现的;测试投捞调配工艺根据海上平台的工作条件及目前注水井测试调配工艺技术现状,采用液力投捞方式进行井下测试和调配。目前该项工艺技术已经在埕岛浅海油田顺利实施 17井次,成功率 10 0%,管柱分层清楚,注水量清楚,对应生产井见到了明显的增油效果     

机械式复合管热载荷作用下的屈曲分析

为了防止复合管内管鼓包产生的失效失稳状况,通过有限元软件对规格为Φ219 mm×(14.3+3)mm机械式复合管的鼓包现象进行了屈曲分析。分析结果显示,复合管在内外管之间的气体压力和温度共同作用下会出现鼓包失效,且气体压力越大、加热温度越高、内管壁厚越薄、焊接间距越小,机械式复合管越容易发生鼓包现象。研究结果表明,径向载荷是导致机械式复合管鼓包的主要因素,因此可以通过控制其内外管之间的气体压力和使用温度降低复合管发生鼓包的概率,同时可以通过在复合管内添加焊点来提高其面内刚度,最终达到提高复合管抗鼓包能力的目的。     

管柱伸缩补偿器的研制与应用

针对文留油田深井分层注水中由于管柱伸缩造成封隔器使用寿命短的问题，研制了管柱伸缩补偿器。文中介绍了管柱伸缩补偿器的结构、技术参数、工作原理及强度校核计算。现场应用情况表明，应用该工具可以大大延长封隔器使用寿命，减少作业工作量。     

异型热管混排及结构优化强化传热数值模拟

应用FLUENT对异型热管在热管热交换器的强化传热进行了数值模拟研究。首先研究了异型热管混排对热管热交换器传热性能的影响。然后应用正交实验,以Nu最大为目标函数研究其传热性能,对混排热管在热管热交换器中的结构进行优化,得出了最优结构形式组合,并用Table curve拟合出热管内部Nu在热管热交换器位置上变化的精确函数关系式。     

水平井滑套投球分流管柱酸化工艺技术研究

针对水平井长水平段上的基岩酸化,介绍了扶正节流滑套投球管柱分流工艺的原理及适应性．室内分流模拟实验结果表明平均节流量在60％以上,可起到分段酸化目的。该工艺起下管柱安全,具有反洗通道,一次作业不上提管柱,即可近似连续油管的回收过程进行逐点逐段处理,最大限度地利用地面设备功率,提高酸化施工排量。     

斜直井调剖工艺管柱研究和应用

针对部分斜直井在调剖时,经常出现不密封、管柱蠕动和不能验封等问题,研制出一种防蠕动、密封性能好、可验封的新型斜直井调剖管柱。这种管柱设计和配套了洗井强制关闭机构、高性能扶正器、液压水力锚,应用和改进双压力计验封等新方法,介绍了调剖工艺管柱、主要配套工具(可洗井封隔器和捞杆式连通器)的结构组成、工作原理及现场应用。现场施工3口井,工艺成功率100%,满足了斜直井调剖的现场需要。     

套管压裂管柱安全性计算方法与准确性研究

通过对新疆油田公司5井次套管压裂事故的套管柱进行安全性计算,发现基于静态受力分析的管柱安全性计算方法在直井中有着较高的准确性,能够保证套管柱的安全。对于水平井,该方法的计算结果与实际不符,不能指导压裂作业。分析理论极限泵压与油层套管实际破坏泵压的误差,该误差值与水平段长度呈正比关系。在水平井中采用该方法计算压裂管柱的安全压力时,应当根据水平段长度设定安全系数。根据统计结果,在水平段长度为1 600 m时,油层套管的三轴应力安全系数应当增加16.27%。