液压机械一体式震击解卡技术在水平井中的应用

震击解卡是解除井下管柱卡阻的常用手段,但应用于水平井时,因其井筒摩阻大,震击器上部钻杆柱储存的弹性形变能释放时被摩阻消耗,震击效果差,为此,进行了水平井液压机械一体式震击解卡技术研究。技术方案为:通过设计双级弹簧缸结构来增加弹簧加速器的弹力,多组弹簧加速器串联来增加工作行程,配合液压增力器形成了水平井液压机械一体式震击解卡管柱,能够克服弯曲井眼摩阻的影响,提高震击效果。室内试验表明水平井液压机械一体式震击解卡管柱的震击性能参数符合设计要求,并根据试验数据制定了现场施工技术参数。现场应用表明:液压机械一体式震击解卡技术解卡效果显著,并且大钩载荷能减少80%,降低了对修井设备的要求,提高了该技术的适用性。     

连续油管解卡高频双向震击器研制与现场试验

为解决连续油管打捞,钻塞解卡作业过程中常规震击器震击频率低,解卡成功率低,施工周期长的问题,文章研制了一种新型连续油管解卡高频双向震击器,该工具内部无高精度的液压延时机构,以液压为动力源,采用液压力与弹簧力协同作用的方式,达到连续震击的目的,切换工具提拉或下压状态即可快速转换震击模式。文章重点详述了高频双向震击器的主要结构、工作原理、主要技术性能参数和性能特点,对物理样机进行了双向震击模式的性能评价试验,并在大港油田进行了多口井的现场应用。结果表明,研制的高频双向震击器震击频率高,提高了解卡成功率,有效缩短施工周期提高了施工效率,降低了施工成本,具有较广泛的应用前景。     

高效震击解卡工艺研究

目前常用的震击钻具组合面对线卡、面卡等复杂卡管柱现象时,由于震击力不足,常常导致解卡失败。为此,对震击钻具组合及其施工参数进行优化设计。优化后的钻具组合为:钻杆+加速器+钻铤+震击器+安全接头+打捞工具,其中的加速器有很好的储能效果,配合加速器使用比不用加速器能使震击效果提高近1倍,同时还有一定的减震效果。在卫77-9井的现场应用中,经过连续震击2.5 h便顺利打捞出机械内割刀,随后又下井3次,连续震击解卡9 h,并配合套铣,共震击360余次,打捞进尺24 m,顺利打捞出已切割断的部分套铣筒、油管反循环阀、喷砂器及封隔器等全部井下落物。     

液压复合解卡工艺技术

为解决复杂井修井作业过程中常规单一解卡打捞工艺成功率低,施工周期长的问题,研制了一种液压增力打捞器,详述了液压增力打捞器的主要结构,工作原理和主要技术性能参数,并配套了震击器、加速器等辅助工具,形成了液压复合解卡工艺技术,并在大港油田板X井进行了现场应用。应用结果表明,该工艺不仅具备了液压增力解卡和液压增力震击解卡两种功能,而且可快速提供上提拉力和上提速度,直接将解卡上提力作用于井内卡点位置,避免了井身结构和人为因素的影响,提高了解卡打捞成功率,缩短了施工周期,具有较广泛的应用前景。     

CSJ型超级震击器

ＣＳＪ型超级震击器采用机械和液压组合设计，通过锥体活塞在液压腔内的往复运动实现向上震击的功能。在阐述震击器的结构设计和工作原理之后，着重介绍了震击器的规格系列、参数、操作规程、维修保养和地面试验等使用说明。这种震击器与ＹＪＱ型震击加速器一同使用，可获得更显著的效果。     

随钻震击器震击力及影响因素分析

以塔里木油田山前地区常用的典型钻具组合为例,计算与分析了震击器在处理卡钻事故过程中的震击力及相关影响因素。计算结果表明,上提拉力以及下压力对随钻震击器的影响最大;提高震击效果的最有效方式为增大大钩上提拉力或下压力;震击器上方钻铤或加重钻杆数越少,震击器产生的震击力越大,深井的解卡效果比浅井好;震击器距卡点越近解卡效果越好。     

震击器解卡过程的动力学分析

文章运用弹性波理论与动力学分析相结合的方法研究震击器解卡动力学过程，提出利用震击力和震击冲量来衡量震击器解卡效果。用有限元法对直井中的震击解卡作业过程进行计算，分析上提拉力、落鱼深度、钻铤长度、震击器安放位置、震击行程大小和落鱼遇卡程度等各种因素对震击器解卡效果的影响，所得的结果能更好地解释现场震击作业中的一些现象，对震击器的工程实际应用与设计有重要的参考价值。     

全液压式随钻震击器的研制与应用

针对钻井过程中常见的井下卡钻事故,研制了新型全液压式随钻震击器。该震击器主要由连接机构、机械锁紧机构、扭矩传递机构、打击机构和密封机构等部件组成。全液压式随钻震击器是一种上下击为一体的新型井下解卡工具,实际操作时,若在起钻过程中遇卡,则启动下击解卡;若在下钻时遇卡或钻头在井底遇卡,则启动上击解卡。厂内台架试验及现场应用结果显示,整套震击器设计合理,机械锁紧力线性稳定,液压延迟时间稳定,能充分满足现场使用要求。     

震击解卡小修作业技术研究及矿场应用

针对油气田在生产过程中卡钻式井下落物打捞作业的难点,开展了液压震击解卡工艺技术研究。利用液压蓄能原理在近卡点产生向上的动载荷,以保证为被卡落鱼提供巨大的震击力,提高解卡成功率。该技术采用小修作业设备,配套液压上击器、液压加速器及可退式打捞工具等,能够有效地解决因砂卡、垢卡及工具不解封等造成的井下落物的打捞。已在J油田XL采油厂开展矿场试验12井次,节约了作业费用,实现了降本提效的目的。     

高压、超深井液压震击器的改进及应用

对液压超级震击器在高压、超深井施工中震击效果差或没有震击的原因进行了分析,提出了对震击器的延时、压力平衡和密封性等方面进行改进的方法,使震击器的性能得到明显提高。     

液压式上击器的应用

文章针对液压式上击器在处理中、深井的砂卡，封隔器卡和落物卡等卡钻事故中的特点，介绍了其结构及工作过程，同时，对上击器的效果进行了分析，为提高震击效果，给出了上击器配用钻铤质量的各种参数。最后，对钻具组合、操作要点、上击力的调整及故障维修等提出了几点注意事项。     

液压封隔器丢手管柱的改进设计和应用

采用液压封隔器卡水，分层的工艺管柱由于其先进性必将会越来越广泛地得到应用。但是从现场应用的情况来看。该工艺管柱的施工成功率较之常规工艺管柱要低。针对液压封隔器丢手工艺管柱的中途坐封，或难以丢手等问题进行了分析，提出了改进措施，优化设计了该工艺管柱，对封隔器的坐封机构以及坐封启动压差进行了改进，设计了CKF常开阀以及DY可倒扣液压丢手等工具。现场应用改进后的工具和工艺情况表明，作业施工成功率100％，降低了作业成本和难度，提高了作业施工的成功率。     

油气井管柱冲击动力问题研究概况和发展趋势

钻采作业中经常遇到管柱冲击动力问题。具体工况包括：①射孔和爆炸松扣解卡时,炸药爆炸引发的管柱冲击振动;②用震击器解卡时,突然泄流和震击力引发的管柱冲击振动;③钻柱、套管柱、油管柱、抽油杆柱断脱或刹车不灵或操作失误,导致管柱沿井筒向下滑落冲击井底或泵阀,以及管柱下放时突然遇阻的情况。对文献的相关研究进展进行了评述,并介绍了油气井管柱力学三原理、油气井管柱动力学基本方程、油气井管柱的屈曲和拉力扭矩分析、钻柱动力学、直杆和薄壁管在轴向冲击作用下的应力和变形、以及有限元力学仿真的研究进展;最后,对管柱冲击动力研究的力学模型、数学模型、求解方法和预期结果等提出了建议。     

月东油田防砂管柱打捞工艺及工具研究与实践

月东油田存在修井机能力不足、打捞工具不匹配及筛管砂卡严重等问题。为此,分析了月东油田筛管失效状况和防砂管柱打捞难点,研究出了筛、套环空冲砂工艺及冲砂专用工具及筛管悬挂器专用打捞工具,改进了井下液压拔卡装置及井下水力切割工具,并针对每口井井况,制定了合理的打捞技术方案。现场实践表明,研制的防砂管柱打捞工具效率高,成功完成了20多口井的防砂管柱打捞,解决了月东油田作业设备受限条件下防砂管柱打捞难题。     

实体膨胀管切割和打捞一体化管柱研制与应用

当补贴的套管失效后,需要打捞实体膨胀管,常用的管柱内捞工具和切割工具都存在问题.研制了膨胀管切割和打捞一体化管柱,以及水力式内割刀和可退式倒扣捞矛,用于膨胀管的切割和打捞,在遇卡时还可上击解卡,安全退出.现场应用5井次,打捞成功率100％,并缩短了施工周期.     

液压上击器台架试验动力学探讨

为掌握液压震击器性能，提高井下作业效率，分析了试验台架上液压上击器的震击过程，建立了试验台架上液压上击器震击效果的计算模型。采用弹性波理论与动力学相结合的方法，得到台架上心轴撞击垫与缸套承击体撞击时的冲击能以及心轴对缸套产生的撞击力，为后续的现场测试提供理论依据，也为上击器的优化设计提供了依据。     

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%。