套管柱井口装定计算方法研究

传统的套管柱井口装定计算方法,由于在计算套管柱轴向力时采用的是压力面积法,导致计算过程复杂繁琐。为此,采用浮力系数法,重新推导了套管柱井口装定计算的整套公式,并给出了按照复合管柱和单一管柱计算的井口轴向力计算公式。算例计算表明,浮力系数法更简单、更准确,因而更实用。      

油气井井口装置传热计算新方法

为了对井口装置的温度场和热量场进行精确计算,从质量守恒和能量守恒的基本原理出发,在充分考虑井口装置结构及传热特性的基础上,建立了油气井井口传热数学模型,并求出了该数学模型的解析解。该模型将地表气温和风速等动态因数作为求解条件,能够较准确地描述温度场分布的时变性和非均质特征。建模时为了便于计算,根据传热等效原理对高产气井井口结构进行了简化。X-1井的实例计算结果表明,模型能够对井口装置的温度场和热量场进行精细刻画,其可靠性在试井资料解释中得到了很好的验证。     

装井口套管上提拉力计算

在装井口时,为了预防附加应力对未封固套管段的损害,将套管上提一部分拉力。但在有变形补偿器时,就不需上提拉力。     

关于套管柱井口装定问题的再认识

针对石油钻井工程中套管柱井口装定载荷的设定和控制方法存在的缺陷,对套管柱受力情况进行了分析,认为在固井水泥浆候凝期间,井下套管柱所受外力存在不确定性,不能据此计算井口装定载荷,相关的行业标准亦存在缺陷。分析了影响和限制井口装定载荷的各项因素,认为井口装定载荷只要满足一定的区间要求即可,实际工作中可以直接设定,使其略大于自由套管段的重力。根据自由套管段在水泥浆候凝期间受力和变形情况,提出了控制套管柱井口装定载荷的实用方法:通过公式可以计算出在水泥浆稠化前和装定后两种状态下自由套管段实际变形长度的差值?L;在水泥浆稠化前将套管柱从坐放位置上提?L;到最后一级注水泥作业水泥浆凝固后,再将套管柱和套管悬挂器坐放到位。该井口装定方法对不同井型、不同类型的套管悬挂器以及单级和分级注水泥工艺都适用。     

高压油气井井口控制配套装置

分析在高压油气井测试和完井生产中井喷发生的原因和后果，提出井口控制配套装置的概念、研究井口控制的方法和研制新的装置。通过现场实践，证明该配套技术安全可靠，有效降低了高压流体及H2S给操作人员带来的伤害。     

海洋油气井水下井口回接装置

海洋油气井水下井口回接是海洋油气井通过水下井口与海面采油平台建立采油采气通道的一种方法。介绍了回接连接装置的结构、组合式金属膨胀密封环的设计方案及其工作原理。该方案设计的装置结构简单、操作方便,为国内在海上油气井回接系统方面的研究提供新的设计思路。     

油气井井口智能控制系统研究与应用

油气井井口智能控制系统是以现有的电气控制及无线遥控地面防喷器控制技术为基础,硬件上增加1套触摸屏式司钻台,同时把节流管汇控制箱集成在防喷器控制装置之上;软件上根据钻井施工过程的工况,把开、关井程序植入控制系统之中,最大化地实现钻井过程中防喷器、节流压井管汇的智能化自动控制,提高了工作效率,降低了劳动强度,提升了钻井施工的安全性能。触摸屏式司钻台的操作界面具有自定义功能,可以根据钻井现场防喷器及节流压井管汇实际的排列布局,进行软件界面的设置,保证界面和实物一致,提高控制的准确性和安全性。     

高压裸眼油气井钻采一体化井口大四通装置

针对高压裸眼油气井完井转试油时存在的井控风险,设计并制造了钻采一体化井口大四通装置。该装置采取多尺寸套管密封形式和加长防磨套设计,法兰尺寸同时符合钻井防喷器和试油防喷器、采油树安装要求,结构及性能满足钻井和试油、采油工艺。在钻揭高压目的层之前提前安装钻采一体化四通,目的层钻进作业依托一体化四通顺利完成,完钻后直接下入测试-完井一体化管柱进行放喷测试。140 MPa钻采一体化井口大四通在塔里木油田FY104、GL1、ZG70井的成功应用表明,该装置能缩短钻完井周期8 d,降低作业成本,操作方便,可靠性高,适用于高压油气井的试油完井作业。     

迭代法计算油气井密闭环空压力

在充分考虑压力和体积耦合变化的基础上,建立了计算密闭环空压力的数学模型,并简要阐述了用迭代法计算环空压力的思路。以文献1中的实例为例,计算了环空温度变化所引起的环空压力增加值。计算表明,同文献1的结果比较,用迭代法计算的环空压力平均小大约10%。文章方法对高温高压井井身结构设计、套管强度设计有一定的指导作用。     

深水油气井温度压力计算

井筒温度分布是深水油气井开发和生产动态分析的必需参数。由于深水油气井裸露在海水中的井段较长,其传热规律不同于地层段,海水温度又随其深度呈非线性分布并随季节呈周期性变化,使得其温度计算较陆上和浅海油田更复杂。根据传热学基本理论和海水、地层段井筒传热特点,建立了深水油气井井筒温压耦合数学模型,采用龙格库塔法求解。该模型考虑了变化的环境温度梯度、井身结构、管斜角、不同环空传热介质等。实例计算结果表明,所建立的模型与实例数据吻合较好,可满足开发工程需要。     

橇装井口管汇装置的优化设计

管汇装置是陆地和海洋平台必备的井液处理设备。文章着重阐述了如何从整橇结构及分管布置的角度去实现橇装井口管汇装置的优化设计，并以国际工程项目为实例进行分析说明。这对降低工程成本、缩短工期、全面提高工程质量具有现实意义。     

采油井口橇装式加温装置的应用

传统的采油井口储罐加温方法主要有水套炉加热法、明火直接加热法。水套炉加热法能效低、故障率高;明火直接加热法安全系数较低、易发生事故。系统地介绍了一种既安全环保、又节能降耗的导热油炉加温方法,导热油加温方法的突出特点是热效率高、操作简单、维护方便、安全节能,已经在延长油田数十口油井进行了成功应用。     

井口套管悬挂载荷的计算

近年来,我国采用套管头悬挂套管完井法,逐步代替焊环形铁板的老方法。采用此法后,井口悬挂载荷的计算就显得十分重要。因为在水泥浆不返至地面的固井情况下,未被水泥卦固套管段在水泥凝固过程中以及在以后加深钻进及完井采油时所受外力均有很大变化。如果井口悬挂载荷不合适,这些外力作用结果可能使套管发生弯曲,给以后的钻井及采油井下作业留下隐患。本文分析了钻井各个过程及完并采油作业时井内钻井液密度变化、温度变化及套管内压力变化等因素对套管弯曲的影响,并参照国内外一些经验与方法,向读者推荐一种套管井口悬挂载荷计算方法。该方法没有繁琐的计算公式,只要通过简单的受力分析和计算绘图就可以求得合适的井口套管悬挂载荷值。     

井口阀体有限元计算与简化计算的比较

首先采用简化的理论计算方法计算了井口装置阀体的等效应力,然后采用有限元分析技术对该型阀体的应力应变大小及分布进行了数值计算。将两种方法进行比较,说明理论简化计算有较大误差,提出了理论计算的修正办法。     

快速装拆式井口自封研制与应用

针对普通井口自封存在的装卸程序繁琐、操作不方便、作业劳动强度大、在发生井喷事故时不能快速拆除自封及时控制井喷事故发生等问题，研制了快速装拆式井口自封，由自封壳体兼过渡法兰、自封压盖、特制自封芯子、自锁螺栓螺母等组成。通过现场100多井次的应用表明，能有效防止井下落物，实现清洁生产，提高拆装效率8倍以上；可在发生井喷事故时，快速拆除自封装置，及时采取井控措施；具有良好的推广应用前景。     

井口节流器的流量计算方法

井口节流器的流量与油井压力、油气流速度和节流器的结构有关。本文介绍了固定节流器和可调节流器的流量计算方法。     

井口装置阀门开关力矩的计算

螺纹啮合接触面的摩擦角ψ对不同形状的螺纹应有不同的计算方法。过去在井口装置上计算ψ角所沿用的计算公式只能适合于矩形螺纹。为了适用于计算各种形状的螺纹ψ角,作者推出一个通用式。由此而算出的摩擦力矩与实侧值相符,精确度较前大有提高。     

油气井CO2分压计算方法探讨

正确计算油气井CO2分压是进行油套管防腐设计的基础.文章通过理论分析,得出气井CO2分压近似等于体系压力与CO2体积百分的乘积;油井的CO2分压为饱和压力与分离气中CO2摩尔百分含量的乘积,与井筒的流压无关.并通过实验研究说明了油套管钢在CO2中的腐蚀速率只与CO2气体的分压有关系,与体系总压无关.研究结果为油气井防腐研究及合理选择管柱材质提供了理论依据.     

定向井靶心距计算

定向井井身质量一般以完钻后所测的多点数据为准,一立柱为一点。定向井工程设计要求某一垂深满足井眼命中靶区,而多点数据往往不能显示出这一垂深的井眼参数(包括垂深、闭合距、闭合方位、井斜角、井眼方位角、东西南北坐标及靶心距等)。这就需要用一定的方法计算出上述参数,以衡量一口井质量的优劣。