定向井桥式偏心分注Y341封隔器改进与完善

对直井桥式偏心分注Y341封隔器进行密封及解封性能实验检测。检测发现封隔器密封性能不能达到定向井分注30MPa的要求,且封隔器解封力仅为25kN,解封力偏低。为适应定向井井况对分注用封隔器的要求,对Y341封隔器胶筒进行改进:将原来的单个短胶筒密封面设计成双胶筒长密封面,增加密封面长度以提高密封性能;改进解封机械增加解封力保证封隔器的可靠性,对反洗井通道结构进行重新设计,提高反洗井后封隔器密封率。16口井现场应用表明改进后封隔器能适应定向井井身结构的特殊要求,密封性能良好,反洗井后重复坐封成功率较高。     

遇水自膨胀封隔器的研制与应用

遇水自膨胀封隔器遇水自动封隔环形空间,可用于分段完井、封隔水层和辅助固井等。通过对遇水膨胀橡胶合成及膨胀性能的研究,优选了自膨胀封隔器胶筒材料,掌握了影响材料膨胀性能的因素。设计了自膨胀封隔器的结构,对自膨胀封隔器的封隔能力进行了评价,封隔能力达到10MPa/m。研制的遇水自膨胀封隔器现场应用100余井次,其有效地封隔了水层,避免了标准层泥页岩的膨胀,预防了标准层套损。     

膨胀式封隔器在地层测试中的应用

本文介绍了地层测试器的工作原理及膨胀式封隔器的发展历史和国内外现状,分析了膨胀式封隔器的结构和工作原理,设计了封隔器坐封性能测试装置,通过模拟井下封隔器工作环境,测试其坐封和自动解除坐封性能,在测试井进行了双封隔器坐封测试,验证了膨胀式封隔器的良好性能。膨胀式封隔器在地层测试器上的成功应用,为其他能源勘探开发仪器封隔器的应用提供了重要的参考价值。     

压裂用封隔器高压胶筒的密封理论研究

针对当前封隔器胶筒密封设计基于模拟仿真和试验研究,没有一套切实可行的理论方法指导的现状,提出了高压压裂用封隔器胶筒的密封理论框架和体系。在深入探索胶筒的密封机理和失效机理的基础上,建立了封隔器胶筒密封处的接触应力分布理论模型,并确立了封隔器胶筒的接触应力准则、强度准则和变形准则,并通过实例的模拟试验验证了该理论的有效性。该理论可为高压封隔器胶筒的设计提供理论依据和方法指导,使胶筒密封的设计成为一个可操作的过程,对提高封隔器胶筒的工作性能和可靠性具有重要的意义。     

DGK341-100套变井注水封隔器

针对大港油田套变井不能分注的问题，研制了DGK341—100小直径封隔器及其配套工艺管柱。该封隔器座封简单、解封容易、施工方便、成功率高。介绍了K341—100封隔器的结构、特点、工作原理及现场试验情况。     

封隔器腐蚀环境下的接触密封性能研究

在高矿化度腐蚀性流体中,封隔器胶筒性能容易劣化,造成密封失效。以海外Jeananol油田高矿化度和二氧化碳腐蚀环境为例,针对分层注水压缩式封隔器(Y341型)接触密封特性开展了研究,测定了常用封隔器胶筒材料——氢化丁腈橡胶性能的劣化特征,然后运用数值计算方法,对封隔器胶筒的非线性接触力学行为进行有限元模拟,分析了不同坐封压力下的封隔器胶筒压缩距和胶筒与套管的接触应力,及在不同压缩距下封隔器胶筒材料性能劣化后的接触应力降低情况。研究结果表明:由于分隔器胶筒材料被腐蚀后的性能劣化,使接触应力降低了17.17%～28.23%,密封性能变差。研究成果为该类油藏封隔器的选型和工作方案优化设计奠定了基础。     

一种钻井气密封检测封隔器入套管推靠机械手的研究与设计

针对当前套管气密封检测作业时人工操作封隔器入套管操作方法存在的问题,对封隔器入套管的工作流程进行详细地研究与分析,通过构建相关力学模型及计算,进行结构设计与强度校核,研制了一种封隔器入套管推靠式机械手。该机械装置无需外部动力,采用机械推靠原理将封隔器推入套管,在进行套管头高度较高的封隔器入套管作业时速度、安全性同以往相比提升得尤为明显,提高了气密封检测作业的整体工作效率。     

原位瓦斯检测仪集气装置的设计

近年来,瓦斯事故已经成为煤矿安全的"第一杀手"。设计一种通过水力封隔器对近水平孔孔底进行密封的集气装置,对于预防瓦斯事故具有重大意义。该装置通过水力封隔器对钻孔底部进行水力密封,并以纯机械方式自动完成集气。同时进行了室内试验并配合原位瓦斯检测仪进行了现场应用。     

新型XSZZ首绳悬挂装置在孔庄矿的应用

针对传统的XSZ型张力自动平衡首绳悬挂装置由于不能有效释放钢丝绳的扭转力矩,造成钢丝绳使用寿命较短的问题,介绍了一种新型XSZZ钢丝绳张力自动平衡首绳悬挂装置,该装置通过改变与钢丝绳的连接方式,使其连接处能够以提升钢丝绳为轴进行自由转动,从而有效地释放扭转力矩,彻底改善整条提升钢丝绳的受力状况。通过张力自动平衡首绳悬挂装置在孔庄矿的使用情况,论述了该装置在实际应用中的优点和取得的经济效益。     

可降解压裂封隔器材料优选及设计

探讨一种可降解压裂封隔器,该封隔器应用可降解金属材料以及橡胶材料制作。其中可降解金属材料为铝镁合金,经金相、力学、降解等实验验证满足封隔器设计要求。可降解橡胶材料主要为聚氨酯橡胶,该种橡胶制作的胶桶在3%KCl滑溜水中12h后加压至70MPa,保压4h压力不降,也可满足封隔器密封要求。材料优选后,通过对封隔器各主要零件结构设计、强度校核以及整体设计制作了可降解压裂封隔器样机,在楚28-39X1井进行了初步承压性能、降解性能试验,12d后经充分洗井取出封隔器,封隔器本体基本降解,满足封隔器的设计初衷。     

煤矿瓦斯抽采钻孔新型封孔剂在磨心坡煤矿的应用

为了解决水泥砂浆封孔不严、瓦斯抽放浓度低、抽放效果较差的问题,开发了一种改性聚氨酯双组分专用瓦斯抽采钻孔封孔剂。介绍了该封孔剂在磨心坡煤矿的应用施工工艺技术,分析总结了封孔材料、工艺改进后的瓦斯抽放效果。实践表明,该封孔剂密封性较好,钻孔瓦斯抽放浓度、抽放量均有明显提高,且适用于快速密封不同深度、孔径及角度的瓦斯抽放钻孔和注水钻孔。     

一种新型钻孔密封材料的研究与应用

瓦斯抽采钻孔封孔工艺是影响瓦斯抽采工作的重要影响因素。长期以来,封孔效果差、封孔成本高、密封材料耗费量大和施工劳动强度大等问题,影响着矿井瓦斯抽采工作。环保型相变凝胶(Environment-friendly Phase Change Gel,简称EPCG)钻孔密封技术以科学可靠、绿色环保、高效低耗、自动智能为开发理念,以环保降解型相变凝胶钻孔密封材料和钻孔自适应保压式封孔器为产品依托的新一代瓦斯抽采钻孔密封新技术。通过该技术的研究与应用解决了煤矿井下瓦斯抽采密封效果较差、密封成本较高、密封材料耗费量大和施工劳动强度大等问题。     

塔河油田深井封隔器打捞难点及对策

塔河油田属于古生界裂缝、溶洞型油藏类型，井眼稳定，通常采取裸眼完井；但对多油层和多压力体系的奥陶系油层，完井过程中通常选用带封隔器的特殊管柱结构分层封隔，而且封隔器下入深度深，且通常下入裸眼段，这往往会给后期修井作业带来难题。封隔器的解封失效轻则造成作业过程中生产管柱拔断现象，增加作业难度，重则造成整口油井的报废。为了保护油气井，达到修井作业目的，在修井过程中，在常规解封失败用磨铣封隔器方式的情况下，采用改制的套铣打捞筒，进行套铣打捞的作业方式，不但提高了作业效率，而且降低了作业风险，在塔河油田几口井的施工中，都取得了成功。为塔河油田打捞井下断落封隔器积累了经验，提供了一条新路子。     

冲砂验漏一体化工具研制

目前,我国海上油田的完井方式多为分层防砂完井,对开发进入中后期的区块来说,当油水井需要进行修井作业时,为保证分层开采或分层注水的效果,一般都需要进行管柱内冲砂和封隔器密封筒验漏作业,常规的冲砂验漏作业往往需要分别下入两趟管柱进行作业,耗时费力,研制的冲砂验漏一体化工具可以一趟管柱完成两种作业,结构高效可靠,操作便捷,提高了修井作业效率。     

煤层裸眼井压裂用封隔器优化设计

针对现有的煤层水力压力封孔方式存在的问题,将石油天然气行业压裂用扩张式封隔器引入煤矿井下水力压裂封孔中,针对扩张式封隔器在煤矿井下裸眼井压裂时主要失效形式,采用非线性有限元分析方法,分析了封隔器胶筒的力学性能,研究了封隔器失效的原因,并对封隔器进行改进设计,使扩张式封隔器更加适合于煤层裸眼井压裂,对改进后的封隔器在煤层水力压裂中进行了试验。     

川西深层高压气井投产新工艺

针对四川川西深层高压气井投产过程中存在的问题,设计了先下入堵塞器座封永久式封隔器,然后开滑套循环出套管环空泥浆,关闭滑套后打捞出堵塞器然后形成自喷投产的新工艺;同时制定了堵塞器打捞失败、射工程孔的补救方法。在新2x井中成功实施表明,该套工艺具有操作简单,替浆和座封失败后井筒可控性高,封隔器胶筒不会刺蚀,环空泥浆顶替较干净等特点,适合在高温高压气井中推广使用。     

浅层稠油油井分注分采工艺技术

采用热胀式热采封隔器和多轮次注抽泵,组成配套工艺技术,在吞吐井上实施"封上采下"、"封下采上"等工艺,能有效地解决油藏层间矛盾,提高油层动用程度;并实现不动管柱重复进行注汽、采油的全过程。通过现场应用,该工艺技术具有结构简单、施工方便的特点。在浅层稠油油藏注蒸汽开采中共应用124井次,获得了很好的经济效益和社会效益。     

强制自锁式浮箍及其自锁胶塞的研制与应用

针对固井施工中浮箍由于单流凡尔失效而导致胶塞上浮及留灰塞的问题,研发了带有新型自锁装置的QZZS-A强制自锁式浮箍及其配套自锁胶塞,它同时具有强制和自锁的功能,能够有效地自锁和密封。通过地面试验和多口井的现场应用,证明该工具结构合理,操作简便,密封可靠,有针对性地解决了固井施工后浮箍单流作用失效和胶塞上移造成管内留水泥塞所带来的系列问题,具有很大的推广应用价值。     

煤层气井高能气体压裂解堵工艺研究

本文主要介绍采用高能气体冲击波对煤层气低产井进行二次压裂,疏通产气通道,提高产气量的解堵工艺。该工艺主要通过加装张力封隔器,限定高能气体做功空间,获得最好的压裂效果。通过在压裂管串上加装纵向液压减震器、筛管、PT检测短节等,确保坐封性能、加水平衡压力、记录压力变化的需要。通过安装700型压裂井口、高压三通、容棒油管短节等,确保管串和井口设备的安全,并实现密封条件下的投棒起爆。     

高家堡煤矿高压注水封孔长度研究

钻孔密封工艺是煤层注水顺利开展的一项关键技术,能否达到煤层高压注水所需的压力,关键看封孔效果是否良好。为了解决封孔长度不合理造成钻孔密封失败的问题,对封孔长度进行了理论分析和现场应用。提出胶囊封孔器有效封孔需要同时满足的2个条件,建立了胶囊封孔力学理论模型,对胶囊封孔进行了受力分析,得到了胶囊密封长度的计算方法。研究结果表明,高家堡煤矿202回风巷塑性区宽度为8.95 m,胶囊长度至少8.1 m,封孔长度应大于8.95 m,封孔长度10 m满足钻孔封孔的要求,钻孔密封水压可达38 MPa,封孔效果良好。