带气囊的液压旋转封井器

针对自封旋转封井器和液压旋转封井器的不足,设计了一种带气囊的液压旋转封井器。该封井器主要由壳体、气囊、胶筒、中心管、密封压盖、推力轴承、扶正轴承等组成。由于增加了气囊,管柱接箍通过胶筒时,液压腔内的压力升高很少。即使初始密封管柱的液压力比气囊的压力高出1倍,管柱接箍通过胶筒时,液压腔内的压力升高也很少。现场试验表明,气囊内充入的压力值为5MPa,反循环洗井时,所需密封腔内的压力与洗井车的泵压基本一致,保持在5～7MPa,累计运转超过24h,满足了现场施工的要求。     

作业起管液压防喷装置

液压自封防喷装置由低压系统和高压系统两个部分组成,在正常起下油管作业时,液压自封防喷装置利用下端自封封井器的自封胶筒弹性进行油管的刮油和低压密封。当发生井涌或井喷时,利用远程控制的液压系统给装置施加液压源,推动活塞下行,压缩防喷胶筒抱住油管,实现高压密封和井口防喷;同时,由于防喷胶筒与油管之间有摩擦力,可阻止油管的上顶,实现安全控制。该装置已经在油田300多口井进行起下油管、冲砂、钻塞以及带压反洗井现场应用,创造经济效益620万元。     

三通活塞式压力表取压装置

三通活塞式压力表取压装置用于油水井井口取压，该装置分两部分 １、取压部分（随身携带），包括通芯顶杆、旋转压盖、压力表。 ２、井口安装部分，包括大小头、三通活塞、活塞密封圈。 具体测压操作为：将旋转压盖与井口大小头相对接后，顺时针旋进，带动通芯顶杆推动三通活塞，由密封孔进入测压孔，此时井口压力由三通活塞经通芯顶杆进入压力表；读完压力后，再逆时针旋转压盖，三通活塞受井内自身压力的推动，随通芯顶杆由测压孔回到密封孔，该装置具有操作简单、携带方便的特点，冬季可正常取压。三通活塞式压力表取压装置@佘庆东     

一种新型主动密封式旋转防喷器的研制

为了实现胶心开关和密封压力灵活可控,延长胶心的使用寿命,增强旋转防喷器的旋转密封性能,研制了一种新型主动密封式旋转防喷器。该防喷器核心密封部件设计为一种参数指标更优、尺寸更小、受压载荷更小的油压收缩主动补偿式组合胶心。通过室内模拟试验,胶心密封性能得到彻底完善,达到驱动液压油无压降,无可见渗漏的效果。现场应用结果表明,该防喷器性能可靠,装卸快速,降低了现场操作人员的劳动强度,使用寿命大大延长,满足欠平衡钻井现场作业要求。     

简易自封封井器的研制与应用

常规的井口自封封井器外形尺寸大 ,不便于吊卡抬放、吊环摘挂及油管钳的安全操作 ,另外 ,对于井口大四通上法兰钢圈槽严重腐蚀、变形的油井 ,使用常规自封封井器时法兰密封面常有刺漏。为此 ,笔者研制了一种简易自封封井器。1 结构简易自封封井器结构如图 1所示。图 1　简易自封封井器1—压紧法兰 ;2—胶心 ;3—螺栓 ;4—螺母压紧法兰与井口大四通相连 ,向下压紧胶心。螺栓及螺母共 6套 ,螺栓顶面与法兰面平齐 ,不影响井口作业。胶心采用邵氏硬度为 73～ 75的耐磨、耐油橡胶压制成形 ,外锥面与ＣＹＢ2 5 0井口大四通锥孔相配。起下油管时 ,…     

大斜度井可洗井注水封隔器的研制与应用

针对常规封隔器在大斜度井上应用存在密封效果差及反洗井后活塞关闭不严等问题,研制了大斜度井Y341可洗井高效注水封隔器。该封隔器胶筒肩部设计了防突机构,可限制胶筒朝油套环空"突出"或"流动";反洗关闭胶座采用钢丝簧和橡胶硫化结构,具有反洗井单向打开功能。室内和现场试验表明,该封隔器密封和反洗井性能可靠,达到设计要求,可满足密封压差30 MPa、井斜小于40°的分层注水要求,最长密封有效期超过700 d。该高效注水封隔器为大斜度井和深井精细分层注水提供了技术支撑。     

DQX-Ⅱ型低压旋转防喷器的研制与应用

为了进一步促进欠平衡钻井技术的发展,推进旋转防喷器产品系列化,开展了DQX-Ⅱ型低压旋转防喷器的研制。该防喷器采用双胶心结构,上胶心起扶正、减震作用,下胶心起密封作用,弥补了目前欠平衡钻井导流头使用单胶心的不足;此外,上、下胶心全体安装在壳体内部,进一步增强了扶正效果。还采用了滴油润滑设计,能够有效提高胶心的密封效果,延长胶心的使用寿命。室内模拟试验与现场试验表明,该防喷器在使用过程中运转正常,性能可靠,可操作性强,效果良好,达到了设计要求,能满足低压欠平衡钻井的需要。     

减速箱润滑油渗漏的预防

减速箱润滑油漏失主要产生在输入轴和输出轴的轴承端盖部位。机油渗漏的主要原因是输入、输出轴端盖处的密封填料密封不严。对油封压盖进行重新设计,以满足强度要求及紧固盘根方便的需要。新型盘根压盖由2个半圆形压盖和紧固螺栓组成,压盖上加工有凸台,紧固螺栓的压紧力通过凸台压紧盘根,实现轴承压盖处的无渗漏密封。     

ZF-100型自封封井器

文章介绍ZF-100型自封封井器的结构特点以及适应范围,现场试验表明,这种封井器耐高压,密封性能好,结构简单,安全可靠;操作方便。     

球形防喷器胶芯密封钻具效果评价

国产球形胶芯的密封性能差、使用寿命低,不能满足钻井作业需求.以FH35-35型球形防喷器胶芯为研究对象,建立胶芯密封钻杆的三维有限元模型.分析结果表明:胶芯上部及底部出现应力集中,是导致胶芯发生破坏的主要原因；密封长度随活塞位移增加而逐步增长,但密封压力的增长却有一段停滞期,指出活塞最小行程不宜低于166 mm;胶芯内圆柱高度在210～220 mm时,密封压力、密封长度最佳,且密封区域的应力低,有助于提高胶芯的使用寿命.     

环形防喷器设计的几个要点分析

环形防喷器是井口防喷控制装置的重要组成部件之一。它可在需要时封闭各种形状的钻具,并可在井内无钻具的情况下全封井口。由于环形防喷器对于封闭井口有重要的作用,因此它的设计必须达到规定的要求。在设计过程中,活塞行程的确定、活塞与本体间的行程配合、活塞与本体间的密封等都是必须重视的问题。此外,还根据胶芯铁芯在运动过程中形状不变的特性提出了一种计算活塞行程的方法,让环形防喷器胶芯设计合理,能实现全封井口的功能。     

旋转防喷器胶芯结构分析及优化

旋转防喷器是欠平衡钻井的关键设备,带压作业过程中其密封性能是保证安全生产的重要因素。现有的国产旋转防喷器存在胶芯密封不严以及易发生疲劳损伤失效等问题。鉴于此,利用ABAQUS软件建立了旋转防喷器胶芯动态密封有限元模型,对胶芯预紧工况下和起下钻工况下旋转防喷器的力学性能进行了分析,分别讨论了胶芯硬度和铁芯结构对旋转防喷器胶芯使用寿命的影响。分析结果表明:在带压下钻过程中,胶芯呈轴向拉伸变形状态,起钻过程中胶芯呈向上压缩变形状态,且起钻和下钻工况对胶芯密封性能影响不大,下钻工况的密封性能略大于起钻工况;胶芯材料硬度为80 HA时,胶芯的使用寿命最长;优化改变铁芯结构可使胶芯使用寿命延长。室内密封试验以及现场试验证实了有限元优化结果的可靠性。研究成果对延长胶芯使用寿命和提高油田作业安全具有重要的现实意义。     

钻井泵橡胶活塞温度场的试验研究

为提高钻井泵橡胶活塞的使用寿命,在现场测试了三缸单作用钻井泵橡胶活塞在三种不同工况下的温度场,结果表明:橡胶活塞的高压密封区温度最高;泵压是导致活塞温升的主要因素,环境温度、钻井液温度和冷却水温度对活塞温升也有一定影响。实测活塞稳态温度场与用有限元法计算出的稳态温度场基本吻合。     

F18-21整体式防喷器组的研制

随着钻井、修井工艺对防喷器组总体高度、体积大小的要求越来越苛刻,为了更好地满足特殊钻井的需求,研制了F18-21整体式防喷器组。通过有限元分析,一次铸钢成型的防喷器壳体满足《井口装置和采油树设备规范》;通过各项性能试验,其壳体强度、液控油缸强度、环形胶芯密封性能、闸板胶芯密封性能、主通径都可以满足现场应用的需要。现场装配结果表明,该整体式防喷器组较常规防喷器组总体高度降低500 mm、总重量减轻600 kg、密封泄漏点减少2处,具有结构紧凑、性能可靠、省时省力的特点。     

带压作业闸板防喷器胶芯密封性能分析

利用三维建模SolidWords软件及有限元分析软件ABAQUS,建立了带压作业闸板防喷器胶芯与管柱密封结构的三维简化模型。该密封结构属于组合式密封结构,由丁腈类橡胶(NBR)组成的橡胶基体和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)组成的耐磨块构成。研究了3种不同封井压力作用下胶芯与管柱之间的应力分布规律。结果表明:在液压封井力为20 MPa时,该闸板防喷器胶芯可用于密封井底压力不超过35 MPa的带压作业环空; 胶芯失效位置主要集中在橡胶基体与上下垫板接触区域及耐磨块圆弧面上靠近中线位置区域,与现场实际应用中胶芯的失效位置基本相符,验证了分析的正确性。     

高温环境下防喷器的几个设计要点分析

提出了用于海洋油气勘探开发的高温高压防喷器设计中涉及的几个要点问题,即承压件的结构设计、温度场的模拟和橡胶件的改进等。针对这3类问题进行了详细的分析,依据ASME规范对研制的FZ48-105型闸板防喷器在高温条件下的疲劳寿命进行评估;对水下和陆地2种工况下防喷器的温度场进行了数值模拟,并阐述了目前橡胶件的改进方向。为高温高压防喷器密封件的设计提供指导。     

钻井泵橡胶活塞摩擦及温度特性的研究

本文作者用流体动力润滑理论逆解法对钻井泵橡胶活塞的摩擦特性进行了理论研究,用有限单元法计算了活塞的稳态温度场,并在现场实际工况下实测了三缸单作用泵3NB-80活塞的摩擦力及温度场.理论及试验研究结果均表明:活塞在工作中处于混合润滑状态,泥浆中的特细颗粒能够进入活塞与缸套的接触表面,形成磨砺性磨损.活塞和缸套相对运动过程中所消耗的摩擦功不仅使泵的机械效率明显降低,而且也使活塞的温升达到可观的数值.     

高温高压深井用液压封隔器研制及试验

塔河油田在钻探井和评价井时,机械封隔器和国产常规液压封隔器难以满足高温、高压井的生产和录取地层资料的要求.国外生产的高性能封隔器的订货周期长,价格昂贵.因此有必要研制一种高温、高压、深井用液压封隔器.通过理论计算和现场应用分析,发现影响封隔器的耐温、耐压性能的关键点是胶筒和活塞外筒.在常规套管液压封隔器（MCHR封隔器）的基础上,加厚外芯轴和活塞外筒并引进高性能胶筒后,设计的新型封隔器可耐温204℃、耐压差69 MPa.室内性能评价试验合格后,现场应用8口井,成功率100％,可在酸压作业和常规完井中推广应用.     

气动刹车橡胶活塞膜ANSYS分析及设计

根据钻井工艺对钻机气动刹车橡胶活塞膜性能的要求,在对橡胶活塞膜力学性能理论分析的基础上,应用有限元分析软件ANSYS对这种活塞膜的材料选择、形状尺寸、结构型式进行了分析研究,最终择优确定了新的橡胶活塞膜三维实体模型。新旧两种橡胶活塞膜试件的气压拉伸对比试验表明,新设计的橡胶活塞膜的拉伸破坏寿命大大提高,试件的各项性能指标与AN-SYS分析结果一致。     

对Williams高压旋转防喷器用胶芯的分析研究

通过采用有限元软件Marc进行分析,揭示了Williams 7100型高压旋转防喷器用胶芯的工作特性,探讨了胶芯的结构、材料、制造等相关技术,提出相应的解决方案,为进行胶芯的研制提供参考.