水力内割刀切割技术在大修作业中的应用

水力内割刀切割技术是大修作业中一项常用的技术。本文主要介绍了水力内割刀的构成和作用机理以及大修作业中切割管柱组合、切割点定位方法以及水力内切割的操作程序和注意事项。     

深水井口系统切割回收工具设计研究

我国已经进入深水勘探阶段,由于受到钻探区域海况的影响,用传统的切割回收方法回收海底井口系统变得非常困难。鉴于此,分析了现有井口系统切割工具的结构及工作原理,采用提拉式水力驱动切割,设计了深水井口系统切割回收工具。分析了作业过程中不同状态下对工具的受力,对关键零部件进行了有限元分析,结果表明卡爪、定位基座及解锁卡壳体均满足强度要求,整体结构设计安全。并针对C13-8-42割刀进行了切割参数优选。研究结果可为螺杆钻具选择及作业过程的顺利实施提供参考。     

深井切割打捞联作射孔管柱方法的应用

在钻完井作业中难免遇到各种复杂事故,由于新工具,新工艺的发展,处理事故的方法也需要不断更新。深井切割打捞联作射孔管柱方法,利用水力割刀精确定位后切割桥塞芯轴,破坏桥塞自锁结构,从而实现解卡。     

连续管水力机械切割工具的研究与应用

阐述了连续管水力机械切割技术的工艺原理和特点,介绍了该技术配套工具(连续管连接器、剪切释放接头、油管锚、螺杆马达及切割刀)的结构及原理。试验及应用结果表明,连续管水力机械切割工具油管锚定可靠,泄压后易于回收;割刀切割油管迅速,油管切割断面均匀;切削下的铁屑颗粒均匀,在井中不易缠住割刀口,可避免发生堵塞刀口现象;油管锚、马达和水力机械割刀动作协调一致,符合性能要求。     

海上油田单筒双井套管切割技术

海上油田低效井治理措施中，浅层拔套管侧钻技术是一项简单有效的方法，但当前海上油田老平台单筒双井日趋增多，常规单筒单井浅层切割拔套管技术因浅层防碰问题已无法满足作业要求。此文撰写主要目的即通过当前技术和工具解决上述难题。主要技术方法和思路为，套管切割决策树论证分析、套管切割点防碰分析和水力割刀优选；依据中海油定向井防碰标准对割点防碰分离系数、中心距等参数进行三维定量分析，确保割刀在极限偏心状态时作业零风险。同时根据切割套管尺寸、层数和磅级优选组合最佳水力割刀型号，并预备合适的磨铣工具以应急需；该项技术在渤海蓬莱及多个油田成功应用，不仅开创了单筒双井浅层切割拔套管的先例，同时也大大降低了作业成本和风险。在气井或高气油比井作业时，建议对两口井弃置或进行下部临时封堵[1]，防止因人员误操作和数据误差引起的“割伤”邻井事故。该项技术未来可在单筒三井和深水丛式井进行尝试和推广。     

大斜度、超深井切割7'油管技术及应用

针对大斜度超深井切割作业中的风险和难度,提出采用水力割刀分两段切割油管的方法,有效避免了钻具摩阻和扭矩的风险,通过在崖城13-1气田A13、A14井应用,效果明显。     

ND—S114型套管内割刀的研究与应用

针对油水井大修施工取换套管作业中使用ＮＤ—Ｊ１１４型机械式内割刀切割套管时操作工艺复杂、成功率低等缺点,研制开发了ＮＤ—Ｓ１１４型套管内割刀。这是一种利用水力学原理,从井下套管柱内部切割套管的专用工具,可在任意井深位置切割及打捞井下落鱼套管和套管附件,操作过程十分简单方便。切割刀具镶焊硬质合金,大大改善了刀具的切削性能,提高了切削速度和使用寿命,解决了以往高钢级套管（如Ｐ１１０套管）不易切削的难题。两年多以来３８井次的切割作业成功率都达到１００％,取出套管７万余ｍ。     

基于ADAMS的水力式油管切割工具多体动力学研究

油管切割工具常因运行不稳定而产生剧烈振动、偏心等问题,进而造成井下事故,严重影响施工安全和切割效率。为降低切割工具事故发生概率,利用ADAMS动力学分析软件,针对研发的井下油管切割打捞一体化工具切割部分进行动态模拟,在不同钻压和转速的情况下,对割刀的角加速度和接触力的变化规律进行分析。分析结果表明:割刀在切削过程中的最优钻压为3 700 N,此时割刀运行平稳;接触力与钻压近似成正比关系;割刀的最优转速为28 r/min,此时割刀运行平稳;转速保持在20～40 r/min的范围内时,切割效果较好;转速对接触力的影响较小,可以适当增加转速以提高切割效率。研究结果可以给水力式油管切割工具的设计提供理论依据。     

海洋弃井套管切割作业偏心工况分析

套管切割是海洋平台实施永久弃井时原井口装置切割回收的最关键环节,偏心工况切割套管时易形成不规则切口或导致套管未切断,造成刀片磨损严重、切割效率降低甚至导致井下事故。根据套管偏心切割受力模型,建立了切割面位置、割刀磨损长度及偏心切割扭矩的计算模型,并结合LH29-2-1井339.725mm套管切割实例进行了计算分析,结果表明:割刀磨损长度随偏心距增大而增大;偏心工况时割刀切入套管各个方向的深度不一致,将导致套管切割作业失败;偏心切割工况时3个割刀切割总扭矩波动较大,随着切割的进行,单个割刀切割扭矩变化逐渐趋近正弦曲线波形,切割总扭矩波动幅度逐渐减小并最终趋于直线。上述认识可为判断套管切割工况及切割结果提供指导。     

水力喷砂带火切割装置研制及应用

水力喷砂带火切割装置是四川油气井灭火公司最新研制的一种油气井抢险灭火清障切割作业设备。它与清障机械手、混砂车、压裂车配套后，能广泛使用于油气井抢险灭火清障、切割井口的带火切割作业，它还可以推广应用于其它行业领域中进行远距离防火或带火的切割作业。文中介绍了该装置的结构特点、工作原理、主要技术参数、研制该装置的关键技术、试验及应用情况等。     

一体式交替冲砂切割工具的设计与试验

针对渤海油田切割打捞需要下入冲砂和切割两趟管柱,施工周期长,成本高的缺点,研制了一种一体式交替冲砂切割工具,实现了一趟管柱可完成冲砂和切割连续作业,将作业时间由15 h /1 000 m下降至9. 8 h /1 000 m。文中对该技术的工作原理和结构进行了描述,并建立了冲砂水力学和切割扭矩的数学方程,用于计算两种工况下的排量、泵压、扭矩等参数,以便于指导现场作业和辅助判断井下工具的状态。试验测试结果表明,冲砂切割一体化工具性能稳定,满足连续交替冲砂、切割作业工艺需求,且成功应用于Ø139. 7 mm 套管的切割作业,各项指标性能良好,提高作业效率35%,节约成本50% 。     

小直径管内水力切割器的研制与应用

为解决聚能和化学切割井下复杂遇卡管柱高破坏性、高危险性的难题,研制了小直径管内水力切割装置。该装置通过地面泵车打压使井下液压马达带动切割工具旋转,当工作液通过底部喷嘴时,喷嘴节流作用形成工作压差,使活塞向上运行压缩弹簧并与刀片根部相接触,锥体逐步推动刀片伸出并完全张开到切割位置,高速旋转的刀片从内部铣削油管直至将卡点以上油管割断。该装置应用不受井斜限制,配备液压驱动扶正器、水力机械锚,可在直井、斜井、水平井任意井深位置切割遇卡管柱。目前在胜利油田应用4井次,切割成功率100%。现场应用表明该装置操作简单方便,切割遇卡油管端面规则,并且工作效率高,可靠性强,在油水井作业管柱卡钻处理方面具有广阔的应用前景。     

青海油田套管切割工艺改进与应用

通过倒扣将卡点以上的管柱解卡起出以及在取换套施工中倒套管取套,施工周期长,施工费用高,每次倒出的管柱程度不确定,施工显得非常被动。利用切割工具预先切割井内卡点以上的自由段管柱,将被切割的管柱一次性起出,大大加快了施工速度,而且对切割位置可实现人为控制。在现场多口井使用中通过对机械内割刀内部结构的不断改进,将对刀头机械施加压力改为水力施加压力,解决了机械内切割工具坐卡确定切割位置困难、刀头加压不均匀、对井内被切割管柱鱼顶不在井口而不能预先施加提拉力导致无法正常切割等问题;同时对切割管柱组合也进行了不断改进和现场试验,解决了切割和打捞需两次完成、效率低和刀头易损的问题,实现了切割打捞一体化施工,有效地保护了割刀刀头,延长了刀头使用寿命,提高了施工效率。目前,青海油田套管切割工艺已逐步替代了通过倒扣解卡打捞处理卡钻事故的传统修井工艺,成为快速解除卡钻管柱事故和取套、换套施工中管柱快速起出套管的首选修井工艺之一。     

智能井用管线切割工具设计

采用智能完井技术的油井,修井周期长,长年生产的井中积累较多的油垢、胶质等杂物,修井时起出管柱较为困难。在管柱起出遇卡时,常规的切割工具只能对油管进行切割,无法对井下工具的控制管线进行切割。设计了一种专用的管线切割工具。介绍了该工具的结构、工作原理、技术参数、施工工艺。分析了关键结构的强度。通过ANSYS软件对管线剪切模型进行有限元分析,结果表明管线切割工具可承受拉力达800 kN,可对6根不同尺寸多种组合的控制管线进行切割。进行下部管柱打捞过程中,不会有冗杂的管线阻碍打捞作业。     

月东油田防砂管柱打捞工艺及工具研究与实践

月东油田存在修井机能力不足、打捞工具不匹配及筛管砂卡严重等问题。为此,分析了月东油田筛管失效状况和防砂管柱打捞难点,研究出了筛、套环空冲砂工艺及冲砂专用工具及筛管悬挂器专用打捞工具,改进了井下液压拔卡装置及井下水力切割工具,并针对每口井井况,制定了合理的打捞技术方案。现场实践表明,研制的防砂管柱打捞工具效率高,成功完成了20多口井的防砂管柱打捞,解决了月东油田作业设备受限条件下防砂管柱打捞难题。     

全通径射孔与加砂压裂联作技术及其应用

低效油气藏通常采用射孔后进行增产措施改造，以取得理想产能。普通射孔管柱由于本身结构限制，很难为后续作业提供有效通道。全通径射孔与加砂压裂联作技术是在射孔后，整个射孔管柱形成与油管内径相当的通径，不需起出管柱或丢枪作业就可完成加砂压裂、生产测井等后续作业，也可直接作为完井生产管柱，保护了油气产层，缩短试油周期，提高完井效率。在介绍了全通径射孔与加砂压裂联作技术的工作原理、工艺特点、常用施工作业管柱、适用条件和配套射孔器材技术指标等基础上，在四川盆地岳2井进行了现场应用，避免了多打钻井口袋和射孔后压井多次起下管柱，为开发低效油气藏提供了有效的射孔完井方法。     

浸入式抽稠油泵及其配套工艺

阐述了浸入式抽稠油泵的结构及其抽稠油原理。其抽油特点是：1．改变了普通泵的进油方式，将稠油吸入泵腔变为柱塞浸入稠油；2．进油通道大、阻力小；3．采用液力反馈技术，将油、套管之间的液柱压差转化为抽油杆柱的下行动力；4．配套工艺可实现一次管柱注采循环生产，不配泄油器自动泄油，正、反向洗井和压井，不动管柱实现大排量冲砂。     

渤海油田水平井防砂管柱打捞方案优化

水平井防砂管柱打捞效率的高低直接影响作业成本,开展防砂管柱打捞精细化设计有助于提高效率。该文基于对渤海油田水平井防砂管柱打捞效率低的分析,针对待打捞防砂管柱较长、环空间隙较大的井,形成了分段切割、套铣、打捞的方法;针对待打捞防砂管柱较短、环空间隙较小的井,形成了切割打捞配合磨铣的方法。实践结果表明,防砂管柱打捞方案精细化设计可有效提高打捞效率,实现工期费用可控,降低作业成本,该文提出的防砂管柱精细化打捞方案设计方法具有一定推广价值。     

冲砂同心管用Z331型自封封隔器研制

在同心管冲砂方式转化作业过程中,自封型封隔器是实现井底冲砂液流转向所必需的井下工具。为解决常规皮碗状自封封隔器使用寿命短、易砂阻、易砂卡的技术难题,研制了同心管用Z331型囊状自封封隔器。通过封隔器的结构设计、工作原理及囊状橡胶密封圈的有限元数值模拟,研究了Z331型囊状封隔器的工作特性、密封有效性及冲砂作业适用性能。耐磨蚀囊状橡胶密封胶筒可有效预防封隔器密封胶筒落砂,有效控制砂阻、砂卡管柱,同时提高了橡胶密封面因冲砂作业反复活动起下管柱而所需的耐磨蚀性能。为冲砂同心管型自封封隔器的设计提供了一种新的方法。     

自通径液压分级注水泥器

在 177 8mm、 139 7mm或 12 7mm油层套管使用普通分级注水泥器进行作业时 ,需换小钻具钻掉分级注水泥器内部结构 ,这不仅延长建井周期 ,而且影响固井质量。根据现场实际情况 ,研制了自通径液压分级注水泥器。室内及现场试验表明 ,这种注水泥器的试验数据与设计理论计算值基本吻合 ,清水密封试压 30MPa ,30min不渗不漏。在 3口井的试验中 ,最大下入深度 2 86 4 32m ,最大井斜 2 8° ,均电测顺利到底。每口井节约钻井成本 2 0万元以上