压缩式封隔器胶筒检测工具研制与应用

针对目前忽视压缩式封隔器胶筒检测这一中间环节,胶筒一旦出现密封不严,不能直接找出原因的问题,研制了压缩式封隔器胶筒检测工具。该检测工具主要由胶筒密封部分、液压坐封部分、压缩距测量部分和机械解封部分等组成,具有检测方式简单、可靠、准确的特点。检测结果表明:该压缩式封隔器胶筒检测工具可以检测多个型号的压缩式封隔器胶筒的规格尺寸、硬度、压缩距、压缩力和密封压差。该检测工具不仅可以检测常温胶筒,也可检测高温胶筒。压缩式封隔器胶筒检测工具的研制提高了封隔器的利用率,节约了生产成本。     

水井封隔器胶筒防掉井装置

压缩式封隔器是油田实现分层注水的主要工具，由于压缩式封隔器的解封均以上提强拉为主，不同程度地存在胶筒脱落掉井的情况，而掉井胶筒无法通过常规作业工序打捞（冲、捞），必须通过大修磨铣才能清除。现场统计表明，成功释放后二次起出的压缩式封隔器均有一个胶筒脱离本体，且并未随管柱起出地面。随着水井调、重配等次数的增多，掉井胶筒逐渐增加，致使人工井底上升。因此，有必要开发一种既不影响压缩式封隔器管柱的分层效果，又能有效防止胶筒掉井的工具。水井封隔器胶筒防掉井装置的研制是在不影响管柱功能的前提下，采取结构防掉的原理，在水井作业施工时随管柱下井，二次作业时，通过工具结构在管柱起出过程中将脱落胶筒捕获，达到保护井底的目的。     

YSYK344型液控压缩式封隔器研制与应用

针对海上油田注水井封隔器存在反洗通道易堵塞、胶筒扩张坐封拉伸破坏严重等问题,研制了YSYK344型液控压缩式封隔器。该封隔器采用地面液控方式控制封隔器工作状态,通过活塞坐封距和坐封剪钉的设计,避免了胶筒过分挤压破坏和胶筒下井过程中自动坐封,提高了封隔器的安全性和可靠性。现场应用20多井次,一次施工成功率达100%,为海上油田高效注水提供了技术保障。     

水井封隔器胶筒防掉井装置

由于压缩式封隔器起出的胶筒受老化和套管接箍刮削的影响,致使胶筒脱离封隔器掉入井底,造成人工井底上升,支撑人工井底的堵水管柱层位出现误差。水井封隔器胶筒防掉井装置在不影响管柱的前提下,在水井作业施工时随管柱下井,二次作业时,在管柱起出过程中将脱落胶筒捕获,达到保护井底的目的。     

裸眼中途测试压缩式封隔器胶筒改进研制

针对中途测试掉胶筒和胶筒骨架失效的问题，检验了现用裸眼压缩式封隔器胶筒和胶筒骨架材料的理化性能，在此基础上，有针对性地改良了胶筒材质及成型工艺，改进了胶筒骨架选材、结构及其热处理工艺。用氟橡胶制作、注胶方式模压成型的改进胶筒各项指标都高于标准要求，优于裹胶方式制作的胶筒。在允许测试压差范围内，改进后的封隔器胶筒下井使用正常。     

压缩式封隔器射孔段坐封的有限元分析

在经过射孔工艺改造后的注水井中,常规封隔器胶筒坐封射孔的受力状况比较复杂。通过对压缩式封隔器胶筒进行工况下的受力分析与有限元建模,对压缩式封隔器光滑套管段坐封与射孔段套管坐封进行有限元计算和分析,得出了2种坐封情况下封隔器胶筒以及胶筒与套管之间的应力分布规律。通过对比分析,发现压缩式封隔器在射孔段坐封时,封隔器坐封效果有所下降,但不影响使用,可以在射孔段实现封堵。胶筒与毛刺接触后,胶筒等效应力并未急速增大,同时并未对胶筒造成破坏。研究内容为评估封隔器的使用效果提供了一种新的方法。     

水井封隔器胶筒防掉井工具

压缩式封隔器大规模使用以来，由于起出的胶简受老化和套管接箍挂削的影响，致使胶简脱离封隔器掉入井底，造成人工井底上升。水井封隔器胶筒防掉井装置在不影响管柱功能的前提下，在水井作业施工时随管柱下井，二次作业时，在管柱起出过程中将脱落胶筒捕获，达到保护井底的目的。此装置由弹性捕捞爪、捕捞钢体、碎胶简捕捞开窗、筛式中心管组成。弹性外径为118mm，钢体外径为114mm。现场应用150口井，捕获胶筒量与原井封隔器胶筒量相同，达到了保护井底的目的。     

裸眼中测压缩式封隔器胶筒材质与力学分析及其改进

针对中途测试掉胶筒的问题，首先检验了现用裸眼压缩式封隔器胶筒的理化性能，对掉井概率最高的压缩式封隔器胶筒的材质和应力进行了分析，在此基础上，改良了胶筒材质及成型工艺，以胶筒强度安全为条件提出了裸眼中测允许测试压差的计算方法。检验表明，现用丁睛橡胶制作的、用裹胶方式模压成形胶筒的拉伸强度与扯断伸长率达不到标准要求；用改进氟橡胶制作、用注胶方式模压成型胶筒的各项指标都高于标准要求，最高耐温达到190℃，最大工作压差70MPa，优于用丁睛橡胶制作的胶筒。用改进材料制作的胶筒，在允许测试压差范围内下井使用，未发生掉胶筒事故，基本解决了裸眼中测胶筒损坏的问题。     

水井封隔器胶筒防掉井装置革新

压缩式封隔器是油田实现分层注水的主要工具，由于压缩式封隔器的解封均以上提强拉为主，不同程度的存在胶筒脱落掉井的情况，而掉井胶筒无法通过常规作业工序打捞（冲、捞），必须通过大修磨铣才能清除。现场统计表明成功释放后二次起出的压缩式封隔器均有一个胶筒脱离本体，且并未随管柱起出地面。随着水井调、重配等次数的增加，掉井胶筒逐渐增加，致使人工井底上升。因此有必要开发一种既不影响压缩式封隔器管柱的分层效果，又能有效防止胶筒掉井的工具。     

水井封隔器胶筒防掉井装置革新

压缩式封隔器是油田实现分层注水的主要工具，由于压缩式封隔器的解封均以上提强拉为主，不同程度的存在胶筒脱落掉井的情况，而掉井胶筒无法通过常规作业工序打捞(冲、捞)，必须通过大修磨铣才能清除。现场统计表明成功释放后二次起出的压缩式封隔器均有一个胶筒脱离本体，且并未随管柱起出地面。随着水井调、重配等次数的增加，掉井胶筒逐渐增加，致使人工井底上升。因此有必要开发一种既不影响压缩式封隔器管柱的分层效果，又能有效防止胶筒掉井的工具。     

压缩式封隔器胶筒变形阶段力学分析

封隔器是常用试采井下工具,胶筒是封隔器中最重要的部件。将压缩式胶筒的变形分为自由变形和约束变形2个阶段,分析了其绝对体积变化规律,得到了使胶筒刚好与井壁接触的轴向力,据此可以确定最小坐封载荷;得到了井壁和中心管对胶筒的约束压力,在此基础上得到了压缩式胶筒的各个应力分量和第四相当应力,据此可以给出坐封力下胶筒的强度,确定合理的坐封力。实例计算解释了现场封隔器胶筒在坐封载荷作用下损坏的原因。     

闸阀填料密封件的改造与应用

针对闸阀阀杆填料密封泄漏的问题,提出正确选择密封填料的材料和改进闸阀填料压盖密封件结构的技术改进措施。经实践证明,改造后的闸阀填料密封件不仅能够很好地解决密封渗漏问题,而且产生了很大的安全和经济效益。     

填料密封结构改进设计

针对传统填料密封的结构特点与密封原理,分析了对密封填料加载所引起的密封填料受力的不合理性。从力学的角度对传统填料密封的结构进行了改造,提出了反向加力的新型填料密封结构。此结构在性能上克服了传统填料密封的不足,使得填料密封的原理与结构更为合理,其密封性能和使用寿命都得到了提高。     

150型砂泵密封与润滑的改进

150型砂泵原密封结构中采用的编织、浸渍石棉方形盘根,不仅密封性差,而且散热性能也差,很容易损坏。改进后的密封结构,采用V形橡胶夹布盘根和聚四氟乙烯扶正板,盘根唇部与衬套的接触面积仅为原来的25～33％,减少了发热量。扶正板能自润滑。摩擦系数小,又能可靠封存盘根内的黄油,从而改善了使用条件。     

Y341B-115逐级解封封隔器的研制与应用

针对现有多层堵水封隔器坐封难、解封难问题,优化设计了逐级解封封隔器的坐封机构、锁紧机构、验封机构、平衡保护机构、逐级解封机构。该封隔器操作简单,解封动作可靠,解封负荷小,小于20 kN;验封可靠,多级使用可对各级封隔器验封;其平衡保护机构可使封隔器既承上压又承下压,具有双向承压能力;优选出氢化丁晴胶料,提高了胶筒耐温耐压性能;设计有防中途坐封的销钉,保护封隔器的密封件,提高了封堵管柱的可靠性。经现场多级堵水应用,封堵效果好,起管柱时解封负荷小,实现了逐级解封,为厚油层多级堵水提供技术支撑。     

专项封堵防塌技术在塔中油田的应用

塔中油田白垩系、三叠系、二叠系和石炭系地层在压实过程中形成巨厚硬脆性泥岩层段,层理裂缝发育,为避免在起钻和短提时发生垮塌、卡钻事故,针对易垮塌层制定了专项封堵防塌施工方案。并优选出了如下的专项封堵防塌钻井液配方:井浆+(2%~3%)SY-A01+(1%~2%)TYRF-1+(1%~2%)PGCS-1+(3%~5%)KCl+(0.5%~1%)TP-2+(3%~5%)超细碳酸钙+(2%~3%)油溶性润滑剂+加重剂,利用不同种类、不同粒径防塌剂的"多元协同"作用,在井壁上形成一层具有防渗透和防冲刷能力的封堵层。中古431-H4井针对易垮塌层段进行4次专项封堵,在长达55.3 d浸泡况下,5次起下钻和3次短程起下钻过程中井壁稳定。该技术能够解决硬脆性泥岩和玄武岩引起的井壁失稳问题,能有效降低钻井液防塌成本,不影响纯钻时效。     

连续管旋转接头密封性能及其影响因素分析

连续管旋转接头可实现高压动密封功能,该结构的密封元件由多个V型橡胶圈构成。连续管旋转接头密封性能不稳定、V型圈寿命低等问题制约了连续管正常作业,易出现重大安全隐患。采用有限元法,研究了V型橡胶圈材料性能、摩擦因数、工作介质压力等参数对密封性能的影响。研究结果表明:V型圈在介质压力作用下能够形成稳定可靠的密封; V型圈密封副的摩擦因数以及材料硬度对密封性能和摩擦磨损性能有显著影响,聚氨酯和丁腈橡胶材料硬度相同,均为85 HA或90 HA。适当降低密封副的摩擦因数,可提高V型橡胶圈的密封性能和摩擦磨损性能; V型橡胶圈在10 MPa以上介质压力作用下变形达到稳定,轴向压缩量在0.9～1.0 mm。研究成果可为连续管旋转接头方案设计提供一定的指导意义。     

一种防喷杆式抽油泵

为解决起下油管过程中原油溢出井口的问题,设计了一种带有防喷装置的双卡杆式抽油泵。这种泵主要由阀杆、支撑总成、支承座主体、柱塞、泵筒、外管、筛管以及防喷装置等组成,它采用顶部机械+皮碗双密封杆式泵结构,提高了密封可靠性,同时在泵的底部增加了防喷装置,阻断油层与井口的连接通道,达到防止原油溢出井口的目的。现场应用表明,这种泵在井底压力不大于20 MPa时,可有效防止起下油管作业过程中溢油事故的发生。     

尾管悬挂器超高压封隔技术研究与实践

针对高压油气井常规尾管固井重叠段固井质量差的问题,研制了新型超高压封隔式尾管悬挂器。该悬挂器同时具有悬挂、封隔2种功能,能够有效地密封重叠段,防止油、气、水窜的发生。根据金属膨胀原理,设计了由金属和橡胶共同组成的密封组件,采用有限元方法分析了密封组件膨胀过程中的应力情况,在此基础上优化了结构设计,试制了样机,并进行了样机性能试验和现场试验。试验结果表明,该超高压尾管封隔悬挂器坐挂、坐封可靠,操作简便,且允许大排量循环,防止了常规结构存在的提前坐封现象,有效地解决了尾管固井过程中重叠段封固质量差的难题,具有极高的推广应用价值。     

离心泵填料密封改造

水泵填料轴封经常滴漏的原因是现有水封结构和密封材料不利于密封,改造后,取消水封结构更换了密封材料,密封效果较好,可达到填料压盖处长期不滴漏,泵耗功减少的效果。