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事故井打捞管柱扭矩分析及其应用针对事故井在打捞过程中倒扣扭矩和套铣扭矩选择难的问题,建立了打捞管柱扭矩分析计算模型。利用扭矩计算模型对打捞施工过程中整个管柱扭矩载荷进行计算,可以确定井下管柱各个位置处的扭矩大小。根据井下各个管柱的安全允许扭矩值大小,进一步判断作业过程中井下管柱潜在危险点的位置,提高修井作业的安全可靠性。在落鱼管柱套铣过程中,利用井下管柱扭矩传递规律,根据井底落鱼套铣施工的需要,进一步确定施工作业时所需管柱扭矩大小。本研究成果在渤海油田QK172P4井和SZ361C5井修井作业过程中得到了现场应用…     

小井眼侧钻定向井磨铣打捞技术及应用

为完善小井眼侧钻定向井等特殊结构井大修作业技术,提高作业效率和打捞成功率,研究了小井眼侧钻定向井磨铣打捞技术。分析小井眼侧钻井磨铣打捞难点,研究管柱的受力,改进了管柱组合结构、磨铣打捞工具。确定磨铣作业的合理参数为钻压30～35kN、排量400L/min、转速90～120r/min。现场应用表明:平均磨铣速度为0.42m/h,打捞成功率达到93.9%。     

高效磨铣工具在X7井修井中的应用及分析

X7井因注塞封堵过程失败造成井下管柱及工具被水泥凝固造成卡钻事故,通过使用不同磨铣工具处理完井下事故,共计使用磨鞋16只(含国产磨鞋)、套铣鞋2只.其中改进的三翼高效磨鞋单只最高进尺达47.22m、平均磨铣速度达0.49m/h,磨铣效果理想,为处理类似复杂问题积累了经验.     

事故井打捞管柱扭矩分析及其应用

针对事故井在打捞过程中倒扣扭矩和套铣扭矩选择难的问题，建立了打捞管拄扭矩分析计算模型。利用扭矩计算模型对打捞施工过程中整个管柱扭矩载荷进行计算，可以确定井下管柱各个位置处的扭矩大小。根据井下各个管柱的安全允许扭矩值大小，进一步判断作业过程中井下管柱潜在危险点的位置，提高修井作业的安全可靠性。在落鱼管柱套铣过程中，利用井下管柱扭矩传递规律，     

可钻桥塞套铣捞筒的研制与应用

为了解决可钻桥塞完成后期处理后井下不留落物的问题,研制了一种可钻桥塞套铣捞筒。该捞筒主要由套铣筒、捕捞爪和压簧蓄能装置组成,能够在套铣可钻桥塞之前首先抓住桥塞心轴外露部分,在处理掉自锁装置和上卡瓦后使可钻桥塞其余部分松动解卡与可钻桥塞套铣捞筒一体随管柱起出。现场应用22口井,施工成功率100%,该套铣捞筒在完成可钻桥塞后期处理后井下不留落物,为将来油层的重新认识和二次开发打下良好基础。     

海上大直径防砂筛管打捞方案探索与实践

大直径管柱防砂方式表皮系数低,利于提高油气产能,同时成本相对低,且作业方式简单,越来越多的应用于渤海油田,但打捞过程存在一系列难题,防砂管柱与水平段井眼的间隙较小,套铣摩阻扭矩较大,且套铣出来的钻屑在较小的环空内很难上返,进一步增加了套铣、冲砂的难度。针对此类井,提出了切割打捞配合磨铣的方法。实践结果表明,切割打捞配合磨铣的方法可有效提高打捞效率,实现工期费用可控,提出的防砂管柱打捞方案设计流程具有一定推广价值。     

提高钻塞速度技术研究

油田开采进入中后期,油层改造措施频繁,经常遇到钻塞施工。由于井下管柱设计、工具优选、循环过滤系统等方面不合理,导致钻塞速度慢,作业周期延长。通过对钻头的优选、设计合理的管柱组合、管柱防堵技术、循环系统的研究,有效地提高了钻塞速度。     

一种处理永久封隔器的修井工具的研究

永久式封隔器属于双向卡瓦桥塞式结构,无法自行解封,须采用套铣、磨铣等方式进行回收。传统的封隔器打捞工艺需要起下多趟管柱才能完成,施工周期长,且存在管柱落井的风险,如下部存在套变、结垢结盐等问题,有卡钻风险。针对这些问题,研制了一种处理永久封隔器的修井工具,同时具有套铣、磨铣、打捞和退出功能。通过理论计算、室内试验及现场应用表明,使用该工具有效缩短了施工周期、降低了施工风险和成本。     

S—120动力水龙头在修井作业中的应用

美国Bowen公司生产的S— 12 0动力水龙头是集机械、液压、气动于一体的轻便动力装置 ,由液压站、动力水龙头本体和辅助控制系统 3部分组成 ,其中动力水龙头本体由U形提环、鹅颈管、冲管盘根、反扭矩臂、减速箱、液压马达等组成。这种动力水龙头除用于套铣、磨铣、钻水泥塞、桥塞、打捞等修井作业外 ,还可用于开窗侧钻、钻裸眼井和取心等钻井作业。该动力水龙头可以在修井井架上直接安装使用 ,不必改造井架 ;可实现双根钻进 ,减少上卸扣时间 ,扭矩、转速、钻压、泵压等参数可集中显示并随时调整     

事故井打捞管柱扭矩分析及其应用

针对事故井在打捞过程中倒扣扭矩和套铣扭矩选择难的问题,建立了打捞管柱扭矩分析计算模型,利用扭矩计算模型对打捞施工过程中整个管柱扭矩载荷进行了计算,计算结果能够为打捞施工中合理的扭矩参数选择提供理论参考,为井下安全施工提供了技术保证,减少了打捞作业过程中管柱断裂、脱扣等复杂事故的发生,进一步提高了作业效率,降低了工程成本。     

井口钻塞加压装置的研究与应用

用螺杆钻具钻近地面的水泥塞及桥塞等塞面时,因钻塞管柱自重轻,钻压不能有效作用在钻头处,不仅塞面无法钻穿,而且螺杆钻具产生的反扭矩也无法控制,施工过程中钻进效率低且存在安全隐患。为此,研制了井口钻塞加压装置。该装置利用小修作业设备即可将近地塞面钻穿,同时可安全控制塞面钻穿时的井内压力及螺杆钻具产生的反扭矩。井口钻塞加压装置在大港及江苏油田共应用11口井,成功率100%;该装置简化了施工作业工序,确保了现场作业的安全性,有效提高了生产时效,降低了作业成本。     

新型防砂管柱的研究与应用

为有效延长防砂有效期,研制了新型防砂管柱。该管柱主要由充填工具、防砂筛管、扶正器及托砂装置组成,与普通防砂管柱相比,有以下创新点:(1)防砂尾管的密封由丝堵变为密封插头,防砂管在下井过程中有利于保持内外压平衡,减小防砂管柱下井阻力,有利于保护防砂管;(2)管柱下部配套大通径密封工具,方便尾管的插入、密封及沉砂通道的畅通;(3)沉砂空间由尾管变为套管,在相同高度的情况下,沉砂容积增加28倍。新型防砂管柱现场实施36口井,作业一次性成功率100%,平均单井日产液83 m3,日产油5.5 t。     

自动垂直钻具井下流场特性研究

自动垂直钻井系统在工作中,导向活套与钻杆要有一个相对转速。导向活套在与钻杆连接轴承的摩擦转矩的作用下而随钻杆转动,而井下返程泥浆在通过活套时也会产生阻碍活套转动的反向扭矩,该反向扭矩是保证活套与钻杆存在相对转速的一个关键因素。利用FLUENT软件包对活套井下泥浆流场进行建模仿真,揭示了泥浆通过活套时的流动特性。计算结果表明泥浆对活套的反向扭矩取决于泥浆的流量、活套转速等多种因素,且只要钻杆转速超过平衡钻杆与活套的摩擦转矩的临界转速,该反向扭矩就可以使活套与钻杆间产生相应的转速差。     

油水井插管式封堵管柱的研究与应用

油田中针对油水井进行封窜、堵漏或进行化学封堵施工时,一般采用K344桥塞进行封堵,这种封堵工艺管柱风险很大,可能出现"插旗杆、灌香肠"等恶性事故,同时存在堵剂可能出现返吐,影响封堵效果的问题。为解决以上问题,特进行了油水井插管式封堵管柱的研究。利用研制出的插管式可钻桥塞、坐封工具、插管和扶正器组成一种插管式封堵管柱。坐封工具与可钻桥塞相连,将其下入井底,并实现坐封和丢手。再下入插管打开桥塞的注灰通道,实现注灰。注灰后,可迅速上提插管,关闭注灰通道,防止堵剂返吐,有效避免了"插旗杆、灌香肠"等恶性事故。该工艺管柱现场应用效果良好,大大提高了封堵施工的安全性。     

普光3井防斜打直技术

普光3井上部地层属于高陡构造,地层倾角大,极易发生井斜,地层可钻性差,蹩跳钻严重,上部地层防斜打直是施工的难点。该井在施工过程中应用了钟摆钻具组合、大直径钻铤组成的塔式钻具组合和螺杆钻具组合。应 用效果表明,钟摆钻具组合在表层钻进时,要防斜打直要求钻压很小,这样制约了钻井速度;大直径钻铤塔式钻具组合防斜效果较好,且匹配好合适的钻井参数并优选好钻头,能有效提高钻井速度;上螺杆扭方位钻具组合是一种较积极的防斜打直措施,有必要进一步探索。     

泵送式复合桥塞钻磨工艺研究与应用

华北油田任密1H等井压裂采用了泵送式复合桥塞分段压裂工艺,压裂放喷后出现桥塞砂埋现象,需要钻磨桥塞提高产量。通过对桥塞分段压裂工艺特点分析,找出了钻磨桥塞的难点并制定相应方案。根据井况分别采用连续油管底带螺杆钻、普通油管底带螺杆钻加自制的旋流式四翼凹底磨鞋等工艺对任密1H、太密1X井钻磨桥塞,实现了一趟管柱连续钻磨5个和4个桥塞,实现了快捷、安全施工。     

摩阻扭矩装置钻柱稳定性分析及可视化应用

钻进过程中钻柱的非线性屈曲影响着摩阻扭矩试验装置的安全和平稳运行。针对现有的水平井摩阻扭矩试验装置,基于动力学软件ADAMS,结合力平衡理论和相似理论,建立了与真实试验装置具有一致钻井参数的水平井段钻柱-井壁动态非线性接触模型。研究了不同钻压下钻柱在井筒中的运动状态与钻柱系统各测点的偏移量,通过分析得到钻柱屈曲的临界预警钻压为29 N,进一步保证了装置的安全运行,提高了钻柱摩阻扭矩装置的试验效率。另因钻柱系统在井筒中的钻进过程难以观测,结合仿真结果,基于Keyshot软件重现了井下钻具组合钻进过程,实现了井下钻柱系统工作状态的可视化。在试验和理论相互补充、支撑的同时便于利用该装置针对钻柱摩阻扭矩开展更深层次的研究。     

应急放喷工况井下管柱冲蚀行为研究

钻遇高产气层时,气体大量侵入井内,应急放喷施工使得井下管柱面临严重冲蚀。为分析大放喷量、高携砂率下井下管柱的冲蚀情况,开展了应急放喷工况井下管柱冲蚀行为研究。应用有限元法,利用ANSYS-Fluent数值模拟软件,针对钻杆水眼和钻杆-套管环空内的流场特性、颗粒轨迹和冲蚀行为开展了模拟分析,得到了日放喷量和日出砂量对冲蚀的影响规律。结果表明：当通过钻杆水眼放喷时,冲蚀薄弱点位于钻杆接头内壁缩径面;当通过环空放喷时,冲蚀薄弱点位于钻杆接头外壁迎风坡;从环空放喷时的冲蚀程度比从钻杆水眼放喷时更为严重。基于研究结果,建议通过钻杆水眼进行放喷,在放喷初期采用小排量放喷,待井筒内泥浆、岩屑和砂粒几乎放喷完后再增大放喷量,可有效降低管柱冲蚀。该研究成果为高压高产气井应急放喷施工方案的制订提供了依据。     

水平井油管钻磨复合桥塞技术及应用

针对连续油管钻磨复合桥塞存在成本高、易卡钻等问题,结合长庆致密油藏地层压力低的特点,提出了水平井中采用油管输送工具钻磨复合桥塞。改进了一种平底磨鞋;兼顾转速和扭矩优选了性能稳定、使用寿命长的螺杆;按实现功能和尽量简化的原则组配形成了国产化的钻磨工具组合;依据环空止动返速模型设计了最小施工排量;以偏心环空压耗计算为重点得到最大施工泵压;针对水平井难以精确计算钻压的问题,提出了按螺杆最大许用钻压控制悬重同时限制泵压压降的钻压施加方法。该技术在长庆油田进行了8 口井的现场试验,一趟钻最多钻除复合桥塞13 个,单个桥塞平均钻磨时间小于120 min,单个桥塞最快钻磨时间40 min,性价比不低于连续油管作业。