射孔测试联作管柱受力分析及井下仪器保护技术

结合现场实际,对射孔测试联作施工管柱进行了力学分析,重点分析了高压和射孔枪振动对管柱的影响,指出射孔瞬间在封隔段形成的高压是引起管柱振动的一种主要影响因素,提出管柱的减振方法。指出高压也是压力计损坏的主要因素。在此基础上,设计了管柱结构、井下仪器保护装置,提高了射孔测试联作成功率。     

单封隔器抽油管柱受力变形分析

分析了直井中单封隔器抽油管柱在坐封前后的受力、变形状态。提出了一种准确计算封隔器坐封前后管柱变形、封隔器坐封高度及管柱附件位置的方法,对设计工艺管柱结构、现场校核管柱附件深度具有重要意义。     

卡瓦内悬挂管柱承载能力分析

分析卡瓦内悬挂管柱的承载能力,对油井特别是深井和超深井的套管柱设计十分重要。以往国内外对此的研究以API为代表,由于模型上的局限,分析中未考虑管柱表面由于卡瓦夹持产生的局部弯曲应力,分析的结果适用于管柱塑性承载能力的计算,而我国油井套管柱的设计实际上是按弹性设计的,因此以往的大部分套管柱设计均存在安全系数过小的问题。针对这一问题分析了以往这些研究中存在的不足,以弹性力学中薄壳理论为基础,根据卡瓦内管柱的变形形态,提出了一种较合理的可计算卡瓦内悬挂管柱弹性承载能力的解析方法,计算结果与有限元数值计算结果和试验实测结果符合良好。     

基于钻井延伸极限的管柱分段优化设计方法

大位移井的横向延伸能力不断提高,管柱力学行为更加复杂,对管柱的优化设计提出了更高的要求。为此,综合考虑管柱各种作业工况和约束因素的影响,构建了一种基于大位移井延伸极限的管柱分段优化设计方法。对于大斜度段管柱采用加权目标函数法进行设计,采用先局部后整体的方法进行求解;对于上部常规段管柱采用近似延伸极限法进行设计,采用迭代法进行求解。研究结果表明,新设计方法可有效地解决大位移井管柱和接头优化设计问题。井眼状况良好时,可在钻柱上安装减阻器,以降低管柱摩阻;井眼状况较差时,采用小尺寸接头钻柱且不采用减阻接头,以降低局部机械阻力。套管设计中建议采用兼顾套管居中和减阻的折中方案,折中方案结果相对于仅考虑套管居中或减阻的结果更加合理。研究结果可为大位移井中管柱的优化设计提供参考。     

高效切割一体多刀水力割刀研究

海上油田修井作业时需要使用水力割刀对防砂管柱进行多次切割打捞作业。切割作业时常规水力割刀只能切割一次,需要多次起下管柱更换割刀,作业效率低。针对此问题,分析了传统水力割刀结构、工作原理以及提高割刀切割能力方法,采用增加割刀数量方法,研制了一种一体多刀水力割刀,并对其结构和工作原理进行了介绍。结合割刀换向原理,建立了换向机构几何模型,分析计算其节流压力符合作业要求。试验井测试结果表明:一体多刀水力割刀可根据泥浆循环流量,选择性张开割刀,割刀张开所需流量稳定,割刀张开顺序有序;单趟钻可至少切割防砂管柱三次,降低了切割防砂管柱时起下钻次数,提高了切割效率。研究结果可为水力割刀研究提供新的设计思路。     

大位移水平井完井管柱力学分析研究

采用管柱动力学的原理和方法建立了可用于大位移水平井生产、作业管柱的设计与校核方法;编制了井下管柱力学分析软件.在大港油田大位移水平井(张海502FH井)现场试验效果表明,该项技术能较为准确地预测管柱起下过程的井口的动态载荷和管柱受力剖面,确定不同的管柱组合在特定的井筒中的最大下入深度,可以用来设计、校核大位移水平井的生产与作业管柱.     

气井完井管柱安全状态评估系统设计与应用

高温高压气井在生产和井下作业过程中,由于温度和压力的变化容易造成管柱变形,影响到管柱安全,因而需要开展天然气井完井管柱安全状况评估。文中在分析不同工况前后天然气井温度和压力变化的基础上,提出了相应的管柱变形计算和强度校核方法,并进行了实例计算,取得了较好效果。利用该方法,还可以帮助新井设计出安全的完井管柱,指导完井工艺的选择。     

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。     

分注井水嘴直径选择的研究与应用

文章结合现场录取数据,建立一套分层测试管柱,并讨论了分层注水管柱中压力损失的计算方法,分析了分注井水嘴设计的理论模型及水嘴直径设计方法.使用表明,水嘴随管柱一次下井,其单层配注符合率达到了80%以上,基本满足了配注要求,还大大减少了后期测试调配的工作量,提高了测试层段合格率.     

完井管柱受力计算与分析在注气井的应用

完井管柱受力计算与分析是完井工艺设计的重要组成部分。在极端条件井中,如注气井、气井及高压措施井尤为重要。当井内压力和温度等条件发生变化后,管柱上将出现4种效应:活塞效应、螺旋弯曲效应、膨径效应和温度效应。如井内管柱带有封隔器,封隔器坐封后,由于井口和封隔器两端固定,这些力将直接作用在井口和井下工具上。因此,必须对这些力进行计算,使其不能超过管柱及其井下工具的极限值。否则,应对管柱进行重新设计。本文较详细地介绍了井的状态对管柱的影响、管柱受力与长度变化的因素及计算方法,并结合实例给出计算步骤和结果。本文介绍的方法也同样适用于其他施工,如注水泥、封堵窜槽等管柱的设计计算中。