套管柱拉力—扭矩模型及在定向井中的应用

在固井作业中，不仅要将套管下入到设计深度，还要在注水泥浆结束后，上提、下放和旋转套管以提高固井质量；在某些特殊情况下，还有可能将套管起出。在固井施工之前，应该对套管柱进行拉力和扭矩分析，以确认套管强度和地面设备是否满足要求。文中在考虑钻柱刚度的基础上建立了定向井套管柱拉力扭矩模型，提出了套管柱强度校核方法。对大庆油田的一口定向井的套管柱进行了拉力、扭矩和强度分析。结果表明，该井套管具有足够的强度，可以实施上提、下放和旋转套管作业。     

新型吊卡销的研制及在孤岛油田作业中的应用

提升起重设备是井下作业施工中的重要设备之一，主要由通井机，井架，天车，游动滑车，钢丝绳，吊环，吊卡和吊卡销组成，其中，吊卡销是使用频率最高的工具之一，孤岛油田的井下作业施工受防砂工艺的影响，解卡工艺频繁，此外，起下管柱操作过程中，时常会出现拉力释放的现象，这时，游动滑车，吊环和吊卡相互作用，使吊卡销弹出，造成安全事故，为此，研制试用了新型吊卡销，后收到良好的效果。     

液压式套管滚珠整形器的研制与应用

针对套管变形修复技术中机械整形(冲胀和磨铣工艺)普遍存在损伤套管、牺牲套管厚度、修整尺寸小、施工周期长和成本高等问题,研制了液压式套管滚珠整形器。该整形器采用变径钢珠滚压套管内壁的设计,将以往常规机械整形的面接触变为点接触,可大幅增加胀压力,且不损伤套管;中心轴内含短行程的设计确保钢珠胀管突出后能够适量缩回,防止作业管柱卡井;泄压后提放管柱工具可复位,可以实现长距离连续整形;应用小修作业机和泵车即可实施作业。该整形器在现场应用中收到很好的效果。     

一种往复式液压驱动套管拔管机

针对常见的拔卸器械在拔卸行程短需要换扣时,被拔套管上牵引力消失,处于拉伸状态的套管将会恢复弹性伸长而迅速缩回井下一定长度的状况,提出了一种往复式液压驱动套管拔管机。该拔管机既能间歇不停地拨卸井下管柱,又能方便地使被拔卸的管柱在换扣时继续处于拉伸状态不回缩。拔卸管柱与夹持管柱都由液压缸来完成,可以快速夹持和松开管柱,并能可靠地传递初始拔起时较大的起拔力,解决了目前许多静力拔桩机在初始拔起时靠焊接、穿销轴等固定方式的难题,缩短了辅助作业时间,提高了套管拔管机的自动化水平,从而减少了人为因素对拔管作业的影响。实际应用情况表明,该拔管机能有效地实现连续拔管作业,大大提高工作效率。     

筒式轻便抽油杆吊卡

1．常规抽油杯吊卡存在的问杨门）劳动强度大。常规吊卡的施工工序繁琐，需两只吊卡交替使用才能完成起下抽油杆柱的任务。每起下一口井的抽油杆柱，作业工人需多次搬运重为30kg的“吊卡”，总搬动量多勺6t。（2）安全系数较小。常规吊卡的吊环悬挂在井架游动系统的大钩上，没有锁紧装置，容易脱钩伤人。（3）季节适应性差。冬季施工时吊卡锁片易冻，当油泥粘附在锁片上以后将造成锁片关开动作失灵，需要加热解冻或锤击解冻，工具损坏量大，使用不方便，且影响施工进度。（4）快速下杆过程中易自动解锁，造成抽油杆掉井，甚至伤人的重大事故…     

XZDL型解卡机投入矿场应用

辽河油田已在矿场作业中应用XZDL型解卡机，极大地提高了工程作业的效益。这种解卡作业机使用很方便，无须井架提升系统和地面动力系统，直接在井口进行上提解卡作业，实现小增量，大力度的解卡功能，对由于套管变形引起的卡井下管柱，其解卡作业特别有效。     

φ73 mm非标钻杆专用提升吊卡

目前51/2″套管开窗侧钻井下的是4″尾管固井,因其套管内径较小,使用的钻具强度较低,影响修井的成功率.新开发的φ73 mm非标钻杆增加了钻具的刚度和强度,但由于钻杆接头结构的特殊性,使起下钻成为难题.经过设计、加工和室内实验,成功研制了φ73 mm非标钻杆专用提升吊卡,将吊卡和卡瓦的功能进行了组合,可以有效卡紧钻杆,解决了φ73 mm非标钻杆起下钻的难题.经过现场应用证明,该工具设计新颖,结构合理,安装方便,操作简单,工作安全可靠.     

远程控制单吊卡起下管柱作业工艺

在修井作业中,起下管柱的工作量最大、耗费时间最长,现在国内普遍采用的双吊卡倒换起下管柱工艺存在着工人劳动强度大、工作条件差、安全隐患多等问题。针对这种情况,基于现有修井机液压、电、气源条件,综合运用电控、液动、气动技术原理研制了一种远程控制单吊卡起下管柱施工工艺。其特点是:液动吊卡始终挂在两侧吊环上,无需拔插吊卡销子、摘挂吊环和搬抬倒换吊卡,有效地避免了人工操作时挂单吊环问题的发生;通过机械手扶正两侧吊环带着液动吊卡摆动,利用吊环与吊卡之间的柔性连接,即可完成油管在垂向与横向之间任意角度下吊卡对油管的抓取或放开;管柱提升、下放、上卸扣、移运、扶正等功能全部由操车手远程控制完成,实现了井口操作无人化,降低了工人劳动强度,削减了施工安全隐患,提高了安全操作水平。     

伊拉克M油田卡尾管事故处理过程及分析

对于大斜度井或水平井下尾管作业,当遇到卡尾管事故时,由于管串与地层磨阻较大尾管串很难被直接起出,如果有备用小尺寸套管通常进行就地固井,然后再下入一层小尺寸尾管来完成剩余井段的作业。但如果无备用套管或备用套管无法满足生产管柱的要求,在卡点以上水力切割自由段尾管,将裸眼段内部分尾管起出然后进行侧钻的方式则能够解决此问题,从而回收部分尾管的同时避免了全井眼报废带来的巨大损失。伊拉克M油田B-54井发生卡尾管事故,通过分析事故处理过程和原因,为以后处理类似事故提供相关经验。     

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。     

YBJ-150型修井液压强拔机的研制与应用

介绍了YBJ－150型修井液压强技机的结构和工作原理。现场试验和推广应用结果表明,采用YBJ－150型修井液压强技机进行修井作业可以快速而有效地解卡。由于这种强技机的主机和液压站分体独立,工作时只需通过快换接头联接即可,便于现场安装、操作和搬迁,同时解卡作业时不必移动大修钻机,减少了作业时间和费用。这种强拔机的系统额定压力为16MPa,液压件全部采用国产件,降低了设备成本,具有较好的经济效益和社会效益。     

连续管速度管柱带压起管工艺在川渝地区的应用

针对连续管速度管柱排液采气工艺中原起出速度管柱常用的先压井后作业方式,在致密气井中会造成压井液漏失并污染产层导致产能降低的问题,提出了一种新的暂堵方式——速度管柱带压起管工艺。介绍了该工艺的工作原理、关键装置及在现场的应用情况。应用结果表明,速度管柱带压起管工艺有效解决了带压起速度管柱必须压井的难题,同时保护了产层,提高了作业效率,降低了生产成本,可以确保生产井顺利投产。     

钢丝投捞电泵系统在渤海油田应用探索

为了克服常规检泵作业时井控及油藏污染风险高、以及一些边际油田检泵作业时无修井机的难题,渤海油田开发了一套钢丝投捞电泵系统。该系统在检泵作业时通过地面钢丝绞车下入打捞工具将井下电泵机组捞出,再利用钢丝重新下入新电泵机组。渤海油田五口井钢丝投捞电泵系统的实践表明,该系统检泵作业程序简单,适用于多种井况,克服了常规检泵作业的工程量大、人员物料多及检泵周期长等缺点,节省检泵作业的工期及费用,保护储层并提高了油井的综合生产时效;下入电泵需综合考虑电泵排量及泵挂垂深。     

注汽井套管的受力与变形

本文对注汽井套管的受力与变形提出了简要的计算方法,包括:老井改为注汽井时有水泥环部分套管和无水泥环部分套管的强度计算方法;新井中深井采用预应力套管时,预应力的计算方法。     

Y441—152型注蒸汽封隔器

根据油田的实际情况,研制了Y441—152型注蒸汽封隔器。这种封隔器主要由锚定、密封、坐封、锁紧和解封等机构组成,采用液压坐封,上提管柱解封。它具有耐高温、耐高压、密封可靠和锚定牢靠的特点。室内试验结果表明,其坐封压力为15～20MPa,解封力为50～80kN。现场推广应用中,其坐封压力15～21 MPa,工作温度300～350℃,解封力80～100 kN,坐封成功率98％,解封成功率95％。     

特殊结构井用HFT型液压增力打捞解卡工具

针对辽河油田特殊结构井打捞作业技术难点 ,在对SRT—HPW型液压井下拉拔打捞解卡工具结构参数优化设计的基础上 ,研制出配合小修作业机用于特殊结构井打捞解卡的HFT型液压增力打捞解卡工具 ,其水力活塞式卡瓦悬挂器悬挂载荷 1 6 0 0kN ,液压坐封 ,提放管柱解封。液压加力器采用分体式结构 ,产生 1 2 0 0kN解卡力。可退式打捞器可根据需要释放落鱼 ,安全退出工具。 1 4井次现场应用表明 ,可不动管柱解卡 ,克服作业设备提升能力、摩擦、管柱自重、强度等对特殊结构井打捞解卡作业的制约 ,完全满足深井和特殊结构井对解卡打捞的特殊要求     

新型水平井固井下套管牵引工具的研制

水平油气井尤其是大位移水平油气井固井时套管下入困难,单纯依靠垂直井段套管的自重难以下入套管至预定位置。在分析总结已有资料及相关经验的基础上,针对现有下套管工具压迫式驱动套管下入传统方法的缺陷及结构的局限性,研制了一种能促使套管在水平井段顺利前行的新型工具。其工作原理为:在下套管固井作业中,它连接于下入套管的最前端,首先对套管内的低密度钻井液加压,促使活塞右行,当活塞停止前进时,增大加在低密度钻井液上的压力,以克服作用于球阀上的弹簧预紧力而推开球阀,低密度钻井液进入卡盘,推动卡齿伸出、卡紧井壁,而后卸去作用在低密度钻井液上的压力,由高、低密度钻井液之间的压力差在套管前端产生牵引力,牵引套管前行直至预定深度。该工具结构简单、易于操作,只需控制地面钻井液泵泵压的大小即可,解决了水平井套管下入难的问题。     

ZY-1型带压作业装置的研究与应用

由于高压，高气油比的存在，使油井在作业过程中井喷现象频繁，延长了作业时间，为解决这一问题，研制了ZY－1型带压作业装置，介绍了其结构，原理，技术参数以及性能特点。ZY－1型装置主要由6部分组成，既可以整体使用，也可以分件使用，现场通过10口井使用表明，这种装置具有结构简单，应用方便，提高工作效率等特点，具有明显的推广价值。     

水力喷射压裂技术在3层套管井中的应用

阐述了在目的层段存在3层套管且未射孔的油气井中实施水力喷射压裂的应用情况。根据目的井位的井身结构,优选了井下工具组合,制订了详细的水力参数及施工工艺并进行了现场施工。结果表明,喷砂射孔打开3层套管后,顺利加入43 m3支撑剂,达到了预期目的。该技术可为多层套管完井的油气井增产改造提供新的技术途径,并可为在此类特殊井身结构的油气井中开展水力喷射压裂技术提供技术支撑。     

修井作业配套井控装置的研制与应用

为了避免在修井作业过程中发生井喷事故,研制了修井用配套井控装置,该装置主要包括起杆防喷器、起管防喷器和修井用井口防喷器。整套装置已经在辽河油田的许多油区推广应用,在吉林油田的部分油区也取得了良好的现场试验效果。应用表明,整套装置设计合理,结构简单,安全可靠,使用方便,能够满足修井施工过程中的井控和防喷需要,保证安全生产。截止到2004年底,仅在主要应用单位就已经预防井喷事故30余起,减少事故损失200多万元。