新型液压分级注水泥器

分级注水泥工艺技术可以降低环空静液柱压力,减少漏失,阻止高压油气窜;可选择性封固地层,节省水泥,提高固井质量。但随着钻井深度的不断增加,分级注水泥器的下入深度及下挂管串长度也越来越长,对分级注水泥器在高温、高压下的性能要求也随之提高。     

自通径液压分级注水泥器

在 177 8mm、 139 7mm或 12 7mm油层套管使用普通分级注水泥器进行作业时 ,需换小钻具钻掉分级注水泥器内部结构 ,这不仅延长建井周期 ,而且影响固井质量。根据现场实际情况 ,研制了自通径液压分级注水泥器。室内及现场试验表明 ,这种注水泥器的试验数据与设计理论计算值基本吻合 ,清水密封试压 30MPa ,30min不渗不漏。在 3口井的试验中 ,最大下入深度 2 86 4 32m ,最大井斜 2 8° ,均电测顺利到底。每口井节约钻井成本 2 0万元以上     

自通径分级注水泥器研究及应用

自通径分级注水泥技术克服了常规分级注水泥技术作业后,必须下小钻杆钻水泥塞的技术难题,并提高了固井质量。介绍了自通径分级注水泥器的基本结构、性能参数及其工作原理,室内研究和3口井的现场应用表明,该工具结构新颖,性能可靠,使用方便,缩短了建井周期,降低了钻井成本,具有良好的推广应用前景。     

分级注水泥器与管外封隔器的选用

河南油田在某多目标定向井固井油层显示井段较长,下部裂缝较发育,为防止水泥浆漏失而污染裂缝性油层,通过采用分级注水泥器、管外封隔器与防漏增韧低密度高强度水泥浆相结合的固井技术措施,达到了降低施工安全风险、提高固井质量并有效地保护裂缝性油层的目的.     

内关闭式双级注水泥器在青海油田的应用

简要介绍了双级固井作业的优点。详细介绍了内关闭式双级注水泥器的结构特点及工作原理。青海油田仙７井应用表明， 种注水泥器对技术套管段进行双级固坟漏地层和提高固井质量。     

一种不钻塞完井分级注水泥器的研制及应用

无内管免钻塞完井技术可以避免钻塞施工,注水泥结束后及时下入打捞管柱,将胶塞及管内装置捞出。但是盲板以上为死腔,不能解决关闭套下行困难的问题,另外盲板总成捞出后,会留下内径较小的内圆台阶,为后期施工带来诸多不便。为此,研制了新的不钻塞完井分级注水泥器。该注水泥器包括上接头、外筒和注入总成,在具备注入功能的同时能起到盲板的作用,注入总成底部装有泄压阀,避免形成死腔,有效地解决了关闭套关闭时下行困难的问题,注水泥器下部可直接与配套裸眼封隔器连接,简化了完井管柱。90余口水平井的现场应用结果表明,该装置平均完井周期比原来缩短1 d,打捞总成解封力100～150 kN,完全符合现场施工安全要求,施工成功率100%。     

系列新型双级注水泥器的设计与应用

针对常规双级注水泥器现场应用时可能会出现打开困难、关闭不严或关闭困难、钻除附件后密封失效等问题,开发了系列新型双级注水泥器。该注水泥器采用内关闭式结构,减少了运动部件,打开和关闭均由相同材质的零件相对运动实现,从而避免了因温度、压力等因素造成的配合间隙变小而不能正常打开/关闭的问题;在关闭套和本体间设置了防转机构,以便在附件钻除过程中,有效防止关闭套与钻头一起转动而引起的密封失效。介绍了系列新型双级注水泥器的结构、工作原理和技术特点。地面试验和现场应用证明,系列新型双级注水泥器达到了设计要求,解决了常规双级注水泥器现场应用时常出现的一些问题。     

基于响应面法的分级注水泥器结构优化

分级注水泥器在实际使用过程中结构刚度不能完全达到固井需求,经常由于结构变形造成循环孔打开或关闭失败。为此,采用响应面优化方法对分级注水泥器本体和滑套的5个关键尺寸参数进行改进,以达到提高结构刚度的目的。优化结果表明：采用拉丁超立方试验设计法的计算结果拟合出滑套最大变形量与质量,本体总变形、径向变形及质量的响应曲面;根据拟合的响应面,通过多目标遗传算法预测出滑套和本体设计变量的最优参数组合,并进一步构建了相应的优化模型;通过对滑套及本体进行热流固耦合分析可得,优化后滑套最大变形量减少了47.3%,本体最大总变形量减少了32.0%,本体最大径向变形量减少了62.7%。所得结论可为分级注水泥器设计提供理论参考。     

小尺寸分级注水泥器室内试验成功

国内常规分级注水泥器的最小尺寸一般为φ139．7mm，而近年来，随着油气井井身结构的不断优化，急需非常规系列的固井工具。为此，大陆架油气高科技有限公司根据尾管悬挂器与分级注水泥器联合使用的特殊需要，研制了φ114．3mm液压式分级注水泥器。     

液压式双级注水泥器的研制

介绍了液压式双级注水泥器的结构及特点、工作原理、现场应用和注意事项。该工具已在胜利、大港、中原、青海、江汉等油田50余口井中进行了成功应用，固井质量优良。     

自通径分级注水泥器研究及应用

自通径分级注水泥技术克服了常规分级注水泥技术作业后 ,必须下小钻杆钻水泥塞的技术难题 ,并提高了固井质量。介绍了自通径分级注水泥器的基本结构、性能参数及其工作原理 ,室内研究和 3口井的现场应用表明 ,该工具结构新颖 ,性能可靠 ,使用方便 ,缩短了建井周期 ,降低了钻井成本 ,具有良好的推广应用前景     

钻分级注水泥器井口改进装置及应用

针对钻分级注水泥器施工过程中不能准确控制加压载荷,易造成循环过程中钻压过大,钻头进尺过慢等问题,提出了一种钻分级注水泥器井口改进装置。首先介绍了螺杆钻具的工作原理及输出特性,然后分析了螺杆钻具的基本性能,从钻压和排量两方面来考虑提出了一种井口装置改进的新方法。最后以刘7-8H井成功实践为例,表明了该方法具有较广泛的应用前景。     

超大尺寸双级注水泥器的研制与应用

为解决常规双级注水泥器关闭不严、关闭压力过高及在扫除附件后密封失效等问题,开发了YFZ-A型外关闭式大尺寸双级注水泥器。该双级注水泥器由双级箍总成、挠性塞、打开塞、关闭塞、中胶塞及挠性塞座等部件组成。该注水泥器采用外关闭式结构,将关闭套置于双级注水泥器本体外,在进行扫塞作业时,可有效避免钻头损伤关闭套及其密封件情况的发生,从而根除了扫塞后密封失效问题;另外,它一改由关闭塞推动关闭套下行关闭的传统结构型式,而由液压推动关闭套下行关闭,使得关闭更可靠。密封试验及各种功能试验表明,挠性塞通过压力、打开压力、关闭压力、密封能力等各项性能指标均达到设计要求,并在现场取得良好应用效果。     

水力激荡对筛管顶部分级注水泥器的影响分析与对策

随着石油探勘开发向深井、高压井和复杂井的不断延伸,筛管顶部注水泥工艺得到广泛应用,压差式分级注水泥器在现场作业过程中出现提前开孔的问题越来越多,严重影响了施工周期和质量。针对筛管顶部分级注水泥器提前开孔原因进行分析,结合现场实例进行了理论计算,得出水击压力和抽吸压力产生的水力激荡是导致分级注水泥器提前开孔的根本原因,在此基础上设计研制了水力激荡释放短节,并分别进行了室内测试和多井次的现场应用,结果表明所提出的方案效果显著,解决了筛管顶部注水泥工艺中分级注水泥器提前开启的问题。     

新型筛管顶部注水泥工艺及配套装置分析

针对传统筛管顶部注水泥工艺中,管内液柱振动易导致分级箍提前开孔,管外封隔器提前涨封等问题。提出新型筛管顶部注水泥工艺方案,研制2套独立的配套装置。该装置集管外封隔器、分级注水泥器、平衡阀、球座为一体,用球座和平衡阀替代常规管柱中的盲板结构,改变传统管柱结构中的“死腔”形式。新型结构在下套管过程中不产生水击压力。如果发生管柱遇阻情况,通过开泵循环的方式能帮助套管下放到位,避免了常规工艺中的施工风险,具有良好的应用前景。     

不钻塞分级注水泥器简化固井作业工序

使用常规的分级注水泥器进行固井作业,在候凝结束后,需下小钻具将分级注水泥器部位的关闭塞、关闭座及重力打开塞等部件钻除。这样就存在有以下不足：必须上趟小钻具,不仅增加了施工工序,延长了完井周期,又增加了作业费用;钻除作业完成后容易在分级注水泥器内形成不规则的台阶,钻除作业减小了通径,井下作业工具通过时容易发生碰挂,损坏封隔器胶筒等;钻塞过程中,由于环空水泥没有完全凝固胶结,钻塞的碰撞会影响环空水泥的胶结质量。不钻塞分级注水泥器可避免上述因素的产生,简化施工工序,并保证井眼内通径和固井质量。研制开发性能稳定、可靠性高的不钻塞分级注水泥器能解决常规分级注水泥器固井中产生的一些弊端,有效地降低作业成本,为后续作业施工提供良好条件,为分级注水泥技术提供工具支持,产生可观经济效益。     

中国特殊双级注水泥器的研制现状与发展趋势

针对深井、超深井、水平井、分支井、大位移井、小井眼以及复杂井眼条件下的固井压力高或固井时间长的特点，中国近几年研制开发了部分新型双级注水泥器。详细介绍了用于水平井和大斜度井的双级注水泥器、防止CO2／H2S气体腐蚀的特殊双级注水泥器、适用于老井加深或套管开窗侧钻的小尺寸双级注水泥器、不钻内套的双级注水泥器、用于复杂完井作业的双级注水泥器等的研制与应用情况，并分析了其发展趋势。