低矮型不压井作业用环形防喷器研制

在不压井作业时,现有的环形防喷器存在外形尺寸大、价格昂贵、不适合在带压作业装置上使用等问题.研制了一种低矮型环形防喷器.利用有限元分析方法优化了胶芯和壳体的结构和参数.该环形防喷器可密封φ40～φ178mm的管柱,对于φ73、φ89 mm油管,静密封压力分别为21、25 MPa.对于14 MPa以内油水井,该环形防喷器过φ73mm（27/8英寸）油管和φ89 mm（31/2英寸）油管的接箍个数分别为7个和9个.满足带压作业施工要求.     

带压作业技术研究与应用

带压作业技术是在不压井、不泄压的状态下起下油管和油杆的井下作业技术,主要包括管柱内堵塞技术、油套管环形空间密封技术、管柱加力控制技术和系列配套技术。介绍了带压作业装置的结构、性能特点及带压作业堵井工艺。阐述了带压作业技术在扶余、新民和新木等采油厂956口油水井的应用情况,结果表明,截至目前应用带压作业技术少放水200万m3,节约注水成本2 000多万元,多产油20万t,产值超过6亿元。最后指出带压作业技术可保护油气藏、维持地层能量、减轻对地面的污染。     

带压作业技术在吉林油田的应用

带压作业是利用并控设备控制井口压力,对高压油水井在不压井、不泄压的情况下进行修井作业的一项技术,技术的关键是要解决油管内部堵塞、油套空间动态密封和欠平衡状态下管柱的控制问题,防止施工作业时油管内、油套空间喷液和管柱上窜.油管内防喷通过堵塞器实现,油套空间密封和管柱控制通过带压作业机实现.近几年来,带压作业技术在吉林油田得到快速发展,特别是2010年,加大力度发展带压作业技术,集中解决问题区块遗留难题,累计实施514口并,减少泄压放水89×104 m3,综合创效超过2亿元,有效地控制了注水并排放,减少了环境污染,社会效益明显.     

Z412型油管任意位置堵塞器研制与应用

针对油田油水井作业的环保要求,研制了一种Z412-66型油管任意位置堵塞器。该堵塞器主要由丢手头、卡瓦系统、密封系统等组成;工具承受压差15 MPa,耐温90℃。与其他工具配合使用,可用于油水井不压井作业。现场应用2口井,施工成功率100%。     

井口完整性技术在鲁迈拉油田的应用

目前鲁迈拉油田大部分油水井存在不同程度的井口完整性问题,严重影响油田的安全生产运行。通过总结、管理与实践,建立完备的井口问题诊断、维护与维修的技术应用体系,对油水井的安全生产和管理具有重要指导意义。在分析鲁迈拉油田井口装置的结构特点和密封特性的基础上,探讨了井口阀门密封失效、油管悬挂器密封失效及套管悬挂器密封失效问题的诊断方法与处理手段,并研究了井口完整性问题处理过程中的井控技术、设备原理及应用条件,包括带压钻孔/阀技术、背压阀和环空丝堵技术、SIM油管桥塞技术及碳酸钙+酸溶水泥塞压井技术。并以Ru-032为典型井实例,根据现场井况选择了碳酸钙+酸溶水泥塞的井控工艺,压井过程中又应用了带压钻孔设备进行环空A圈闭压力释放,最终成功处理了该井的井口问题。结果表明,本文所给出的技术选项适用于处理井口完整性问题;通过分析实际井况,选择合适的井控工艺,从而保证井口维护或作业的安全与高效。     

辽河油田带压作业技术的完善与应用

以往油田进行带压油、气、水井作业施工前,需要先放压或压井,再作业,存在成本浪费、地层污染、复采复注时间长等问题。带压作业是利用特殊修井设备,在油、气、水井井口带压情况下,实施起下管杆、井筒修理及增产措施的井下作业技术。辽河油田经过十年的完善升级,施工能力从12MPa升级到42MPa,完善了水井、油井、气井、热采井、大修井等系列施工装置,形成了油管、注水工具、特殊管柱和完井管柱等系列压力控制技术。该技术具有保护油气层,保护套管,降低费用,提高单井产量,确保安全环保等优点,有较高的推广价值。     

油水井带压作业油管验管堵塞器的研制及应用

为了解决油水井带压作业的实际问题,提高堵塞的成功率及施工效率,研制了油水井带压作用油管验管堵塞器。该堵塞器集验管与封堵于一体,并在检验出油管的漏点位置后,在漏点上方进行封堵,1次即可完成验管与封堵施工,提高了施工效率;利用该堵塞器还能有效解决因油管结垢、结蜡或井口闸门开不全而导致投堵遇阻问题,实现了小直径下液压锚爪的锚定及堵塞器的上提、下放。现场应用表明,该堵塞器可对油管井况进行有效地判断和封堵,应用效果良好。     

撞击式静液压油管桥塞的研制与应用

针对滑块式油管堵塞器在不压井起管柱作业油管内堵塞密封中出现的自密封皮碗易磨损失效问题,研制了撞击式静液压油管桥塞。该油管桥塞采用单级双向楔形卡瓦和带防凸保护的大变径压缩式密封胶筒,并设计了静液压坐封系统及撞击控制指令系统,实现了液压输送、地面投棒撞击发射坐封指令以及静液压系统接收指令启动坐封程序完成油管内密封过程。该油管桥塞在中原油田规模化应用80余井次,配合地面环空密封设备及液压动力控制系统完成不压井起管柱作业,其中最大密封深度3 919 m,最高密封压力为24 MPa,现场应用成功率100%,解决了不压井作业遇到的各种管柱油管内堵塞密封问题。该产品的研制成功为不压井作业油管内堵塞密封提供了可靠的技术支持。     

新型带压作业管柱接箍探测装置的研制

为了满足油井带压作业的需要,研制了一种新型带压作业管柱接箍探测装置。它主要由接箍探测装置壳体和接箍探测部件组成,在注水井带压作业过程中,油管接箍通过井口时,管柱接箍探测装置能够提供一个准确的报警或控制信号,使闸板防喷器按照起下油管的顺序关闭或打开闸板密封副,使油管接箍安全、顺利地通过井口,从而提高注水井带压作业系统的效率。室内模拟试验表明,油管接箍到达探测装置时都能准确发出信号,使指示灯发光并报警,说明该探测装置达到了设计要求。     

新型带压作业防喷装置

针对目前带压作业防喷装置存在承压低、胶心寿命短以及安全性差的问题,研制了一种新型带压作业防喷装置。该装置在接箍探测器和压力平衡装置的配合下,通过2个闸板防喷器倒换开、关,使管柱接箍通过井口,在带压密封状态下完成管柱的起下操作。接箍探测器在起下油管柱偏离中心小于10mm时,能够准确探测出油管接箍通过时的位置,并能发出声光报警信号。大庆油田3口高压水井的现场试验结果表明,该装置能够满足高压注水井的带压作业需要,可实现缓冲条件下的卸压和升压,并且操作安全、方便。     

不压井防喷带压作业装置在长庆油田的应用

长庆油田广泛应用注水工艺,注水井井下作业较频繁。在注水井检串作业之前,必须停注检串井及周围的注水井,然后放喷,待水井压力下降到0.5 MPa以下时才能进行检串作业。为了减少水井停注次数,避免放喷降低区块地层压力,减轻环境污染,引进了不压井防喷带压作业装置。现场应用情况表明,该装置可降低油水井维护费用,减轻对油气层的伤害及对地面的污染,延长油气层寿命,为油气藏评价提供准确数据。最后分析了不压井防喷带压作业装置存在的问题,指出了该装置今后的研究方向。     

油水井管杆一体化带压作业机的研发与应用

根据油气田带压作业对施工过程高效、节能环保和可靠性等需求的逐步提升,研发了一套高集成度的油水井管杆一体化带压作业机。该带压作业机分为基础模块和功能模块两部分,修井过程中,只需在基础模块上更换3～5个功能零件,即可实现抽油杆带压作业功能和油管带压作业功能的双向切换。此外,对作业机的井口结构形式、防喷系统、夹持系统和油路系统等进行了结构改进,使得抽油杆带压作业机和油管带压作业机实现了有机融合,避免了在油井检泵过程中频繁带压调换井口所带来的安全风险,降低了设备成本。该作业机已在江苏油田应用15井次,单井次的施工总时间缩短了6 h以上,缩短占井周期1 d,综合时效提高了40%以上,指标完成率达到100%,单井次的施工总成本降低了27.5%。作业机可同时满足21 MPa以内水井和14 MPa以内油井的带压作业需求,在油田环保作业和修井领域具有较高的推广应用价值。     

大排量泵油管断脱不压井作业技术研究

针对高压油水井油管或井下工具断脱后井下防喷开关失去密封油套空间作用,及空心桥塞腐蚀底阀关不严导致作业时井喷等问题,开展了与空心桥塞配套的大排量泵油管断脱不压井作业技术研究,研制了油管断脱防喷阀。2011年该技术在大庆油田采油二厂现场应用10口井,不压井成功率100%;现场试验表明,该技术配套工具座封解封性能可靠,防喷阀开关灵活,取得了较好的不放喷不外排效果。     

注入条件下注水井环空带压原因分析及对策

注水是海上油田稳产增产最经济有效的开发手段,但在注水井作业过程中油套环空带压现象频繁发生,严重影响注水效果,同时给井筒带来极大的安全隐患。鉴于此,以渤海油田某注水井为例,分析注水井环空带压的主要原因为:在活塞效应、鼓胀效应、温度效应及摩阻效应等综合作用下,注水管柱变形过大,导致插入定位密封拔出顶部封隔器密封筒。综合考虑注入量、注入压力、注入温度、井深和分层情况等关键影响因素,开展注水管柱受力变形敏感性研究,制定了3个针对性措施:(1)插入密封带锚定;(2)油管携带生产封隔器;(3)下入生产封隔器分层。现场应用结果表明:措施后的6口注水井环空套压均为0,未出现环空带压现象。该研究成果对注水井现场作业具有指导和借鉴意义。     

油水井小修作业配套井控装置的研制与应用

根据油水井小修作业现场需要,研制应用了小修作业配套井控装置,包括轻便快速防喷锥阀和小修作业防喷井口.轻便快速防喷锥阀由多用加重接头、提升短节、开/关变扣、锥阀体、密封圈、复位弹簧、油管挂、锥阀芯及多用变扣组成.小修作业防喷井口主要由防喷器主体、闸板密封总成、丝杠密封总成、端盖密封总成4部分组成.应用表明,油水井小修作业配套井控装置结构紧凑,尺寸小,质量小,安装方便,操作快速,可以及时解决油水井小修作业中的井控防喷问题,还可以有效降低井口高度,使工人在井口操作更安全、方便.     

配水器外密封装置研制与应用

针对注水井带压作业过程中,配水器水嘴密封难度大等问题,研制了一套能够与带压作业机协同使用的高性能配水器外密封装置。对装置的结构组成、工作原理及主要技术参数进行研究,并根据配水器上注水嘴位置的不同,分别设计了结构相近的外密封装置,以提高密封装置的通用性。阐述了装置中的单向自锁式防窜卡瓦组件结构原理,并对其力学性能进行分析,进一步提升防窜卡瓦的夹持性能,从而避免配水器离开带压作业机防喷腔后,因管内压力过大,造成外密封装置窜飞事故的发生,为注水井实现全程带压作业提供了全新的解决方案。现场应用表明,该装置具有良好的密封性能,推广应用价值高。     

新型井下多功能密封器研制

为了解决不压井作业过程中下管柱时的油管内密封问题,研制了一种新型井下多功能密封器。该密封器设计有密封段和密封塞,下管柱时接于管柱下端并密封油管中心通道,实现不压井作业。下完管柱后,通过地面加液压力,使油套连通并投产。试验证明:该井下多功能密封器满足注采管柱以及各种增产措施管柱在下管柱作业时油管内密封要求,同时在管柱主通道形成一个定位坐落密封段,为再次作业时投入油管内堵塞密封工具,实现带压起管柱打好基础。现场应用200余井次,成功率100%,解决了多年以来困扰不压井作业技术推广存在的瓶颈问题,取得了很好的经济效益和社会效益。     

新型防喷吊卡不压井修井作业过程仿真分析

为了提高不压井修井作业时油管内封堵的可靠性,针对低压油水井的作业需求,设计出新型的不压井防喷吊卡。该机构是将油管内封堵位置调整到井口,在油管接箍卸扣处进行动态密封。应用三维软件建立吊卡模型,导入流体仿真软件及运动仿真软件进行分析,获得了吊卡的力学和动力学数据。结果表明该机构安全、稳定。为现场使用提供了理论支持,为进一步改进防喷吊卡提供了参考依据。     

带压切割气井双封分压管柱工艺技术

复杂多个大直径工具管柱、腐蚀管柱和带喷砂器的管柱带压起钻工艺尚无有效方法,为此,研发了带压切割气井双封分压管柱工艺技术。该工艺技术采用专门的带压切割装置,利用切割刀具在装置内逐段切割,带压起出切割掉的油管,下带压密封捞矛打捞切割掉的油管鱼头,逐级起出复杂管柱。现场试验结果表明,气井带压切割工艺可以实现73.0 mm N80油管双封分压管柱的带压切割;对于腐蚀穿孔和双封分压以上复杂管柱可以采取装置内分段切割、密封打捞及分级起出的技术方案。     

新型注水井油管桥塞的研发及评价试验

针对常规水力式油管桥塞存在承压能力低、定位不准、封堵油管可靠性差以及不可打捞等问题,研发了高压注水井可投捞油管桥塞。该油管桥塞设计了径向扩张式双密封胶筒,极大地提高了承压能力;采用钢丝投送的方式对油管桥塞进行定位,实现了在油管内自由调节坐卡位置,保证了油管桥塞在油管内定位准确;坐封方式为机械震击,只有当上、下卡瓦同时锚定油管内壁后胶筒才被压缩,封堵油管,因此提高了封堵油管的可靠性;设计的打捞机构可实现坐封后的打捞功能。现场试验结果表明,该油管桥塞配合带压作业装置实现了高压注水井的检串作业,与前期泄压作业相比,单井节约费用9.8万元,同时减小了泄压作业对油田产能的影响,占井时间缩短21 d,提前恢复注水400 m3,有效保持了油藏的注采平衡,为带压作业技术的推广应用奠定了基础。