新型复合缝腔割缝筛管的强度计算及失效分析

在评述现有防砂工艺的基础上,研究开发出一种新型复合缝腔割缝防砂筛管。该种防砂筛管具有流阻小、防砂效果好、强度高、使用寿命长等特点。详述了该防砂筛管的结构特点及防砂原理,并利用ANSYS软件,计算了各种工况下的强度值,为建立割缝筛管强度标准提供了依据。结合油田现场使用情况,对重要失效形式--抗挤压失效形式进行了分析、预测,提出了一种判断井下割缝筛管失效的方法,为油田开发减少损失、提高经济效益提供了理论依据。胜利油田现场应用结果表明,该种新型复合割缝筛管进行防砂效果好,渗透能力强,耐腐蚀,且施工方便。     

新型割缝筛管的设计及安全性评价

针对欠压实、胶结疏松油藏尤其是稠油油藏的特点 ,并综合考虑经济等因素 ,提出不等密度布缝的割缝筛管完井新概念并研制出新型割缝筛管 ,解决了稠油开采中的油井出砂问题。这种筛管防砂效果好 ,不阻隔油气流 ,耐腐蚀 ,不易形成砂堵 ,使用寿命长 ,制造容易 ,很容易实现不等缝眼密度和不等缝宽布缝 ,便于实施不等密度布缝和缝宽完井。与未割缝套管相比 ,新型割缝筛管的抗拉、压强度和抗扭强度减小不多 ,可以满足完井作业和井下工况的需要。     

基于渗透率损失规律分析的稠油井割缝筛管割缝宽度优化

新疆油田某油区内出砂稠油热采井普遍采用割缝筛管进行简易防砂,割缝筛管缝宽设计缺乏依据,防砂后油井产能损失严重,亟需开展割缝筛管缝宽设计的相关研究.模拟目标油区稠油、地层水携砂流动与地层砂条件开展割缝筛管挡砂堵塞实验,分析不同缝宽割缝筛管在稠油堵塞以及稠油与地层砂复合堵塞条件下渗透率变化规律与挡砂情况,结合防砂性能指标定...     

割缝防砂筛管抗挤强度有限元计算模型

针对割缝防砂筛管周围或缝内部堵塞，造成井眼压力增加，可能会导致筛管被挤毁的问题，采用有限元方法，通过大型有限元程序，建立了其抗挤强度的有限元计算模型。根据弹塑性理论，对割缝防砂筛管进行分析，得出其抗挤强度。结果与国外的实验数据进行对比，数值模拟结果比实验值略大，但两者相差较小，证明了该模型的正确性。为其他尺寸割缝筛管的抗挤强度设计提供了一种数值计算方法。     

割缝筛管防砂技术研究

描述了割缝筛管防砂机理及割缝筛管筛缝宽度的确定方法,研究了割缝筛管与地层充填砂的配伍性。介绍了适用于不同渗流能力的地层的割缝筛管防砂工艺及现场应用情况。割缝筛管防砂技术简单实用,重复利用率高,适用于地层渗透率较高的砂岩油藏、特别是疏松砂岩稠油油藏注汽前一次性防砂,避免了绕丝管结构复杂、大修率高、滤砂管易破损、热采井防砂占井时间长等系列问题。     

梯形割缝筛管的参数优化设计研究

在充分考虑了原油渗透率、流动阻力及使用寿命等因素的基础上,以强度约束为主要约束条件,利用混合遗传算法多目标优化方法,对梯形割缝筛管的参数进行了综合优化设计。优化结果表明,混合遗传算法适用于割缝筛管参数的多目标优化,优化后的割缝筛管防砂效果理想、防砂周期长。     

新型防砂直缝式筛缝管的研究

针对绕丝筛管和割缝筛管在大斜度井和水平井采油防砂中存在的问题,研制了新型防砂直缝式筛缝管。该筛缝管采用三角形不锈钢直丝,用T形环箍支撑,经竖直焊接而成。对该筛缝管的受拉面积、受压面积和表面摩擦力等进行分析及试验,结果表明,筛缝管的受拉面积是绕丝筛管的6倍以上,其抗拉强度也相应是绕丝筛管的6倍以上;筛缝管在下入井筒过程中不会导致防砂失败;筛缝管与基管的综合强度大于基管本身的强度,大大增强筛管使用的安全性;筛缝管的表面摩擦阻力仅为绕丝筛管的19%;抗压变形能力是绕丝筛管的2.35倍;力的传递更加合理,更适用于深井、大斜度井和水平井的采油防砂。     

基于ANSYS的大尺寸割缝筛管布缝参数设计

根据油井防砂及产量要求,设计大尺寸割缝筛管替换小尺寸筛管,并使其与小尺寸筛管的强度相当。建立了割缝筛管受力分析的有限元模型,对177.8 mm(7 in)割缝筛管进行应力校核,确定177.8 mm筛管在拉伸、压缩和径向挤压3种载荷下的局部应力最大值,并将其作为244.5 mm(9in)筛管的设计参照值。在同时满足拉伸、压缩和径向挤压3种载荷条件下,大尺寸割缝筛管若采用交错布缝方式,最大周向缝数为73条,若采用平行布缝方式,最大周向缝数为70条。经现场验证,设计结果满足油田产量和强度要求,保证了油气井安全高效生产。     

基于Ansys数值分析优化割缝筛管结构设计

割缝筛管是一种防砂和井眼支撑的重要完井工具,广泛应用于石油工业的水平井、侧钻井、分支井等完井中。受地质等因素的影响,筛管破坏形式有很多种,筛管设计时应在满足原油流通面积的同时,具有足够的强度和使用寿命。该文针对常用的直线平行割缝筛管给出了参数设计方法和优化思路,并应用有限元分析软件对筛管强度进行了数值模拟分析。Ansys有限元分析软件对筛管强度的分析和结构优化具有一定的指导意义,结合现场统计信息的割缝筛管参数设计方法,优选合理的缝长、周缝数和轴向缝间距对于提高筛管强度,降低生产成本具有重要意义。     

割缝筛管的结构设计与强度数值模拟分析

割缝筛管是一种防砂和井眼支撑的重要完井工具,广泛应用于石油工业的水平井、侧钻井、分支井等完井中。受地质等因素的影响,筛管破坏形式有很多种,筛管设计时应在满足原油流通面积的同时,具有足够的强度和使用寿命。针对常用的直线平行割缝筛管给出了参数设计方法和优化思路,并应用有限元分析软件对筛管强度进行了数值模拟分析。Ansys有限元分析软件对筛管强度的分析和结构优化具有一定的指导意义,结合现场统计信息的割缝筛管参数设计方法,优选合理的缝长、周缝数和轴向缝间距对于提高筛管强度,降低生产成本具有重要意义。     

国内特殊尾管悬挂器研制现状与发展趋势

为适应水平井、分支井、大位移井、小井眼井以及复杂井眼条件下的尾管固井要求,近几年不断有新型尾管悬挂器被研制应用。这些新型尾管悬挂器包括:可有效解决尾管重叠段封固质量差和油气水窜的集尾管悬挂器、封隔器于一体的尾管封隔悬挂器及其回接装置;具有液压、机械2种坐挂功能的双作用尾管悬挂器;用于深井钻井中的超大尺寸、重负荷尾管悬挂器;适用于老井和套管开窗侧钻井的小尺寸尾管悬挂器;防止CO2、H2S气体腐蚀的特殊尾管悬挂器以及水平井尾管悬挂完井系统等。这些特殊尾管悬挂器在国内陆上和海上油田的应用中,均取得良好效果。介绍了其研制及应用概况,并就其发展方向提出了建议。     

复合材料一体化钻井泵缸套产业化技术研究

介绍了复合材料一体化钻井泵缸套在产业化过程中的若干关键技术。通过对缸套内套材料成分和组织的优化研究,双液分时离心浇注工艺优化研究以及双液离心浇注工装开发,实现了新工艺缸套的产业化。与现行的热镶装双金属缸套工艺相比,采用新技术生产的缸套平均使用寿命超过750h,生产成本下降了20%。     

国内尾管固井完井技术现状

介绍了小井眼固井、尾管先期防砂完井、尾管回接固井、旋转尾管固井、膨胀套管完井和尾管钻井等6种新兴的尾管技术.分析了特殊卡瓦式悬挂器、尾管回接装置和膨胀式悬挂器等3大类尾管完井工具研究现状.建议在尾管完井中采用特殊尾管和新兴的完井方式,并采用多手段提高尾管固井质量.指出尾管悬挂器应向多功能化、简单化和可靠性方向发展.     

随位自动脱挂尾管悬挂器的研究与应用

针对现用尾管悬挂器倒扣困难, 不能活动套管, 以及液压式悬挂器不能循环操作和容易造成提前坐挂等问题, 研制了ＳＺ—Ｉ型随位自动脱挂尾管悬挂器。这种悬挂器具有随位悬挂、自动脱挂、上下活动和旋转套管、不钻水泥塞和可进行尾管回接等多种功能。３０ 多口井的现场应用表明, 悬挂器操作简便, 性能可靠, 固井质量合格, 所有试验数据均符合设计要求, 平均每口井可节约直接钻井成本１５ 万元以上。这种悬挂器还可用于大斜度井、水平井、小间隙井以及老井侧钻井。     

一种改进的尾管固井方法

针对传统的尾管固井工艺存在的问题,在悬挂器卡瓦初始楔紧力分析的基础上,通过悬挂器性能改进,提出了尾管固井工艺新方法.推广应用表明:尾管固井工艺新方法操作方便、可靠.2007年1月以来,累计推广应用100多口井,施工成功率达到100%,尾管固井工艺新方法促进了国内钻完井技术水平的提高.     

旋流式气锚的设计与应用

旋流式气锚主要由外管、衬管和内吸管组成,外管有很多与内表面相切向下倾斜的小孔,衬管开有很多径向孔眼,外管与衬管利用上下接头固定,两者之间形成一个环形空间,内吸管与抽油泵相连并与衬管之间形成一个环形空间.油气混合液经过外管、衬管和内吸管进入抽油泵,整个过程通过剪切作用、离心力作用和重力作用三级分离,井下油气分离效率高,可用于油气比较高的机抽井.     

一种特殊的尾管悬挂工艺

面对目前常规系列尾管悬挂器难以满足超长超重尾管的悬挂问题,提出了一种特殊的半坐半挂方式尾管悬挂工艺。现场应用也表明,此工艺很好地满足了超长超重尾管"挂得住"的基本要求。     

地质勘探用隔离泥砂的囊式钻井泵

地质勘探用的高压钻井泵多为往复式活塞泵 ,钻井液直接进入缸套 ,其中的泥砂对缸套和活塞的磨粒磨损相当严重。针对这种状况 ,开发了地质勘探用隔离泥砂的囊式钻井泵 ,它采用一种改进的泥砂不进入活塞和缸套的结构 ,即在缸头位置安装塑胶隔砂囊 ,隔离泥砂 ,隔砂囊内充满机油或液压油 ,使活塞和缸套处于全润滑状态 ,高压密封性改善 ,不会被钻井液中的砂粒损伤 ,不必频繁更换缸套和活塞 ,使用寿命增加几十倍 ,甚至百倍以上 ;动力机组功率显著降低 ,试验和应用中动力节省 40 %～ 5 5 %。     

莺歌海盆地高温低压定向井旋转尾管固井技术

南海莺歌海盆地某气田A15井是一口典型的高温低压定向深井,井底温度高、地层压力低、尾管固井环空间隙小,若采用常规尾管固井技术固井顶替效率低,易发生气窜和漏失,高温低压气层井段的封固质量难以保证。为提高该井尾管固井的质量,该井采用了旋转尾管固井技术和高温胶乳防气窜水泥浆体系,与优选出的油基钻井液冲洗液和隔离液配合,通过预测旋转扭矩和尾管的居中度,完成了该井高温低压储层段Φ177.8 mm尾管固井作业。高清扇区水泥胶结测井结果证实,该井尾管固井井段气水隔层和射孔井段封固质量达到良好,高压水层封固质量合格,与采用常规固井技术的邻井A9井相比,尾管固井质量大幅提高。A15井旋转尾管固井的成功,为南海莺歌海盆地高温低压定向井尾管固井质量的提高提供了一条新途径。