修井井口机械化自动化装置的研究进展

对近20年来国内外修井井口作业设备的机械化、自动化水平进行了分析,介绍了应用现状及局限性.根据修井井口作业工序和现场实际情况,总结出实现井口操作机械化的关键技术.结合我国修井作业的现状认为,应充分利用现有修井设备,借鉴并引用钻井井口作业装置的机械化技术,设计制造出能与不压井作业装置配套使用、方便快捷地拆装和移运及易于操作控制的修井井口作业机械化、自动化装置,以提高作业效率和安全性,减轻劳动强度,达到环保要求.     

一体化连续管作业机的研制及应用

为了解决连续管作业机安装和拆卸耗时较长的问题,研制了LG180/38-2600一体化连续管作业机。该作业机主车由底盘车、控制室、滚筒、软管滚筒、液压传动与控制系统、注入头、导向器和防喷盒等组成,采用双车一体化设计,适合通井、洗井一体化快速作业,具备良好的运移性能和现场作业适应性能。现场应用结果表明,该作业机连续管起下的最低速度稳定在0.1 m/min以内,最大解卡拉力达到300 kN,不仅实现了单车年作业次数第一,而且创造了良好的经济效益,达到了降本增效,降低劳动强度的目的。     

新型自动化修井工艺配套装置研究

传统的修井作业工艺普遍存在配套装置不完善、自动化程度低的问题,导致工人劳动强度大、工作效率低,尤其是作业现场环保风险突出。鉴于此,研制了新型自动化修井工艺配套装置。该装置井口操作以清洁作业平台为基础,将起下作业带出的液体回流至油套环空或输送至井场液池,使液体不落地。平台上部安装管杆卡持对中及防污液喷溅装置,井口单人操作即可完成起下管柱及抢喷井控。场地安装环保管杆举升输送装置,通过无线遥控实现单根管柱的起下和输送,管柱下部滴落液体全部回收至输送装置尾集液箱。修井机游车大钩自动完成吊环和吊卡的所有动作。将新型自动化修井工艺配套装置在华北油田71-74井实施射孔作业,整体拆装时间2 h,喷溅污液回收率97%,未出现单根管柱卸扣后产生的液体喷溅污染,每小时平均起下单根50~60根。该装置从本质上改变了传统井下作业工艺过程,实现了清洁环保高效作业,具有很高的现场推广应用价值。     

新型修井作业机械化系统设计方案研究

修井作业中,起下油管、上卸扣采用传统作业方式过程复杂,劳动强度高,作业环境恶劣,针对这种情况,提出了一种新的修井作业井口机械化系统设计方案。系统仍利用现有的通井机,用一个自动吊卡和一个动力卡瓦代替原来的2组吊卡,井架上安装自动吊卡运行导轨,用坐式自动化闭口液压动力大钳代替原悬吊式开口液压钳,并配备管柱自动拉排滑车机构拉送排放油管。该方案可实现井口无人化操作,通过控制台操作设备运行,改善了修井作业环境,安全环保,为修井作业自动化做出了初步探索。     

浅海采修一体化平台的结构设计

为满足浅海采油平台修井作业的需要 ,研制成浅海采修一体化平台。该平台主要由固定式桩基平台和移动修井模块组成。移动式修井作业模块可通过吊装搬运 ,对不同采油平台实施修井作业 ,避免了海上平台的复杂安装 ,1套修井模块可服务于多座井组采油平台。现场应用表明 ,该平台大大提高了修井模块的利用率 ,降低了修井作业成本     

油水井管杆一体化带压作业机的研发与应用

根据油气田带压作业对施工过程高效、节能环保和可靠性等需求的逐步提升,研发了一套高集成度的油水井管杆一体化带压作业机。该带压作业机分为基础模块和功能模块两部分,修井过程中,只需在基础模块上更换3～5个功能零件,即可实现抽油杆带压作业功能和油管带压作业功能的双向切换。此外,对作业机的井口结构形式、防喷系统、夹持系统和油路系统等进行了结构改进,使得抽油杆带压作业机和油管带压作业机实现了有机融合,避免了在油井检泵过程中频繁带压调换井口所带来的安全风险,降低了设备成本。该作业机已在江苏油田应用15井次,单井次的施工总时间缩短了6 h以上,缩短占井周期1 d,综合时效提高了40%以上,指标完成率达到100%,单井次的施工总成本降低了27.5%。作业机可同时满足21 MPa以内水井和14 MPa以内油井的带压作业需求,在油田环保作业和修井领域具有较高的推广应用价值。     

G—30吨车装修井机

随着我国石油工业的迅速发展,修井作业越来越频繁。目前,我国各石油矿区使用的修井设备,大部分仍为仿制的通井机和联合作业机。而这些设备,由于笨重、劳动强度大、速度慢等缺点,已不适应我国快速修井的要求。为了满足各石油矿区快速修井的需要,减轻修井工人的劳动强度和保证使用安全,玉门石油管理局的工人和兰州石油机械研究所的技术人员,根据我国油田的实际情况,共同设计了一种G-30型修井机。它适用于我国各石油矿区,井深在2000米以内的修井作业。     

浅海采修一体化平台的结构设计

为满足浅海采油平台修井作业的需要,研制成浅海采修一体化平台.该平台主要由固定式桩基平台和移动修井模块组成.移动式修井作业模块可通过吊装搬运,对不同采油平台实施修井作业,避免了海上平台的复杂安装,1套修井模块可服务于多座井组采油平台.现场应用表明,该平台大大提高了修井模块的利用率,降低了修井作业成本.     

浅海修井平台调平方案设计及施工

针对胜利油田海洋开发公司中心一号修井平台倾斜严重,影响修井作业的问题,通过现场勘测和计算,确定了修井平台轨道下沉值,制定了调平的设计方案,即采用Π形截面结构加高下沉轨道。施工过程中,利用设计的专用工装,起升整个修井平台,通过焊接预制的轨道,使修井平台调整至水平。施工完成后,实现了修井平台的纵向移动及对正井口,恢复了修井平台的正常修井功能。     

海陆两用模块化橇装式连续管作业机的研制

为了加快连续管技术在我国的发展与应用,研制了海陆两用模块化橇装式连续管作业机。该作业机按功能分为4个橇装模块,分别是操作控制橇、动力控制橇、盘管滚筒橇和井口装置橇,防喷系统适用70 MPa的井口高压,一套防喷系统可以密封多种管径的连续管,配备了多种形式的井口连接转换装置,注入头的提升力充足,在作业遇阻时解卡能力强。现场试验和应用结果表明,该连续管作业机运行平稳,控制准确方便,最大走管速度达60 m/min,注入头与滚筒动作协调一致,达到了作业要求。     

水平井连续油管冲砂与分流实验装置的研制

水平井作为油气藏开发的有效手段在世界范围内得到迅速而广泛地推广。水平井钻井技术在我国经过几十年的发展已逐渐成熟,然而水平井试修井技术还相当薄弱,多局限于现场的实践经验。为解决目前国内水平井试修研究中实验装置欠缺、研究基础薄弱的状况,以相似性原理为依据,以川渝气区磨溪气田水平井井筒为模拟对象,结合连续油管在川渝气区水平井的运用现状,研制出水平井井筒连续油管沉砂携带与孔眼分流室内模拟实验装置。经测试,该装置能模拟38.1 mm连续油管在139 mm套管的水平井井筒内替液、冲砂、携砂以及液体在水平井段孔眼中的分流、排液等方面的研究工作。     

水平井生产测井配套技术及关键工具分析

在水平井生产测试中,连续油管内穿电缆并进行测井仪器输送的技术具有较大的优势。如何把测井仪器安全有效地输送到井下目的层位及满足生产测试的堵塞要求是连续油管生产测井需要解决的技术问题。分析海上油田水平井的管柱结构及生产方式,进行连续油管生产测井相应的配套技术研究,并完善了相关的井下工具配套。通过现场多次应用,该技术满足国内连续油管内穿电缆在海上油田水平井生产测试中的工艺要求。研究结果对国内水平井生产测井工艺技术的发展具有借鉴意义。     

新型一体化连续管作业机辅车研制及应用

为了进一步提升一体化连续管作业机的作业效率、降低作业成本,促进连续管装备配套技术发展,推进连续管装备和配套装置的集成化设计与应用,研制了新型一体化连续管作业机辅车,实现了配套泵注装置与连续管装备的集成.该辅车由II类底盘车、泵注装置、液压与控制系统、随车吊、防喷系统、发电机、长短支腿和附件等组成,配合一体化连续管作业机...     

LGC230型连续油管作业车研制

进口连续油管作业设备价格昂贵,配件服务跟不上,不能满足国内油田作业需求。为缓解目前国内设备少和作业需求多的矛盾,提高我国连续油管工艺水平,研制了LGC230型连续油管作业车。该作业车为车载式结构,采用主辅车布置方式,配备大提升力注入头、大容量油管滚筒、数据采集系统及油管井口防碰装置。具有移运性能好、提升下入能力大、油管容量大、作业井深深、操作集中方便、防喷能力强、作业安全可靠等优点。现场应用表明,该设备能满足江汉油田和周边中、深井连续油管作业要求。     

中国石油连续管作业技术进展及发展建议

中国石油连续管作业经过“十三五”持续攻关与示范推广,技术取得很大进步,作业量快速增长。在连续管径向钻井与侧钻、超深井及深部页岩/致密油气连续管作业、连续管定向喷砂射孔压裂、连续管悬挂完井与采油采气4个领域,连续管工艺技术与关键工具研究、装备研制与软件开发等方面均取得重要进展。依托连续管快速修井、连续管速度管柱与完井管柱、连续管储层改造与连续管测井测试4项主体工艺的示范推广,连续管作业量以每年递增22%的速度快速增长。随着油气开发向更深层、更长水平段发展,“十四五”期间连续管技术将面临一系列新的挑战,需进一步提升连续管装备水平与作业能力,加强全系列连续管作业技术的专项推广,推进技术共享服务平台和数字化智能化软件平台建设,为“稳油增气,提质增效”双重战略实施提供强有力的技术支持。     

LG380Q连续管作业橇组的开发

为了满足不同油田油气开采需求,进一步降低作业成本,研制了LG380Q连续管作业橇组。该橇组采用油管滚筒分体式设计,能够适应陆地与海洋平台的作业工况,通过各模块间液压管线对注入头、油管滚筒及防喷系统等进行控制,实现连续管在井内的起下作业。对LG380Q连续管作业橇组进行了型式试验及现场应用,结果表明,橇组各项指标达到设计要求,运行稳定,性能可靠,拓展了连续管作业设备的使用范围。     

连续油管注入器结构设计及载荷分析

连续油管注入器是连续油管作业装置的关键设备，根据其工作原理，将油管夹紧机构及张紧机构采用单缸杠杆方式，链条驱动机构采用油马达加减速机构方式，可以在保证性能的条件下，降低注入器制造成本。对于油管在高压井作业时的失稳问题，只要注入器的夹紧压块以下到油管导口问距离小于３８０ｍｍ，常用油管就可用于７０ＭＰａ的高压井内作业而不会失稳。根据对连续油管注入器载荷的分析，得出注入器链条载荷与井口压力和油管下入井深间的关系及夹紧油缸和张紧油缸负载计算方法，对于３８．１油管，在井口压力大于或等于２５ＭＰａ的情况下，链条的牵引载荷始终与链条牵引力的方向相反，油马达不会受到扭矩；井口压力小于２５ＭＰａ，油管下入一定深度后，链条的牵引载荷会与链条牵引力的方向相同，但这时载荷的绝对值较小，对系统影响不大。若欲减小注入器张紧油缸的载荷，设计时应尽可能减小驱动链轮的轴线与张紧链轮的轴线间的水平距离。     

DBP-140型页岩气井全封可溶桥塞研制

目前,可溶解桥塞已替代易钻复合桥塞,并广泛应用于非常规油气藏的分段压裂完井作业中。但是,现有的可溶桥塞只能封隔桥塞上部压力,不能封闭井下高压,因此在压裂结束后的更换试气井口环节,仍需下入常规易钻桥塞封闭井下高压。为解决这一问题,开发了一种页岩气井用全封可溶桥塞,更换井口装置作业完成后,井口憋压即可击穿桥塞,建立产气通道。阐述了该工具的结构、工作原理和工艺流程。地面试验结果表明,该桥塞的结构设计合理,密封承压和溶解性能满足技术要求。研制的全封可溶桥塞在NC204-1HF井应用,不需要连续油管钻塞作业,节省了施工周期和成本。     

深水轻型与中型修井水下系统分析

在深水油气生产采用水下生产系统模式时,常规修井作业须动用半潜式钻井平台,由于高昂的修井成本限制了深水修井频率,使深水油气田在投产之后几乎很少实施后续的增产作业。但是,部分修井作业可以在不动生产管柱的条件下进行,例如采用小尺寸的修井隔水管及水下井口压力控制系统,单体工程船即可以实施修井系统的安装和修井作业,可提升修井的作业效率。 分析了深水水下井口修井的作业类型,针对不动生产管柱的轻型、中型修井作业,分析了修井系统的配置及关键设备特点和设计时应考虑的主要因素,给出了典型修井作业程序及作业风险应对方案,可为深水修井技术和装备的研发提供参考。