高压旋转防喷导流系统研制

针对进口的欠平衡钻井用井口压力控制设备 ,特别是承受高压的井口压力控制设备 ,价格非常昂贵 ,使用成本很高的情况 ,利用可靠性设计法研制了一种具有自主知识产权的高压旋转防喷导流系统。系统由旋转防喷导流装置、冷却 /润滑动力装置和远程控制监测装置等 3部分组成 ,其核心部件———高压旋转密封总成 ,其内外壳体间通过轴承组及动密封组实现承载、旋转、密封功能。经室内试验和现场使用情况证明 ,该系统额定静密封压力达到 35MPa ,动密封压力达到 17 5MPa ,其动密封性能已超过进口产品 ,完全能满足现代欠平衡钻井工艺的需要。     

旋转防喷器

旋转防喷器结构新颖,性能优良,通过型式试验和现场试验验证旋转防喷器的最大动密封试验压力为17.5 MPa,最大静密封试验压力为35 MPa,单只胶芯的工作寿命累计达80 h以上,工作性能稳定,可靠性高,操作方便,各项指标达到了设计要求,有效提高了欠平衡钻进装备的技术水平,进一步满足了日益扩大的欠平衡钻井市场的需求.     

气井欠平衡完井压力控制技术研究与应用

欠平衡钻井后实施欠平衡完井才能最大限度地保护油气层和力争自然建产。在阐述了欠平衡完井的核心问题——密封和克服上顶力及其目前可采取的技术措施的基础上,通过对欠平衡完井管柱的受力分析,推导出气体欠平衡条件下上顶力数学模型,解决了上顶力计算无依据可循的状况。通过计算分析,认为井口压力是上顶力的主要影响因素,通过对井口压力稳定控制和井口装置配套要求的系统研究,确定了欠平衡完井井口回压的合理控制范围为1～5MPa。     

低压小型旋转控制头设计与试验分析

煤层气欠平衡钻井周期短,井口压力低,采用常规油气钻井用旋转控制头会造成成本高、不易搬迁运输以及与小型煤层气钻机不配套等问题。结合煤层气钻井特点,设计了一种用于煤层气欠平衡钻井的低压小型旋转控制头。分析了轴承配置应满足的要求,对旋转动密封、旋转壳体、壳体本体和冷却润滑系统等主要零部件进行了结构设计并制造了样机。依据旋转控制头的性能标准对样机进行了台架试验,结果表明所设计的旋转控制头能够较好地满足煤层气钻井的要求。     

欠平衡测井技术在吐哈油田的应用

欠平衡钻井配套工艺技术的核心是在地层压力大于泥浆柱压力的条件下实施钻井、测井、试油等系列施工作业。对于欠平衡测井，如何在井口密封、带压条件下进行测井施工作业是欠平衡测井的技术关键。井口电缆防喷装置的可靠动密封技术和欠平衡条件下测井资料质量控制问题是取得施工作业成功的关键，文章介绍了欠平衡测井技术在吐哈油田的应用效果。     

欠平衡钻井井底压力自动控制技术

在建立井底压力模型的基础上,研制开发了欠平衡钻井井底压力自动控制系统,其井底或井口压力计算模块根据数据采集模块提供的实时数据结合其它井身结构、钻具组合、钻井液性能等静态数据把计算结果传给电控节流阀控制模块,由其调节电控节流阀的开度,从而达到调节井口压力、特别是井底压力的目的.该系统有两种模式:井底压力的自动控制和井口压力的自动控制,分别可以满足欠平衡钻井施工和压井施工的要求.该系统由上位机和下位机组成,上位机负责采集、计算与控制,下位机负责显示、数据录入及数据管理.     

井下套管阀研究及室内试验

随着欠平衡钻井技术的深入研究和推广应用,全过程欠平衡钻井技术已成为研究热点。除了常规的欠平衡装备外,全过程欠平衡钻井还需配备井下套管阀,为此,研制了一种双液控井下套管阀。为检验该阀的使用可靠性,进行了全面的室内试验和测试,试验内容包括压力密封能力,高压、有流动情况下阀板关闭的动作准确性,模拟现场阀板下憋压时打开阀板的作业程序,检测在各种密封压力时阀的微泄漏量。试验结果表明,该阀达到设计要求,能够满足全过程欠平衡作业的工艺要求。     

四川油气田欠平衡钻井装备的研究与应用

近年来，四川为了提高欠平衡钻井装备性能和满足欠平衡钻井技术发展的要求，开展了l0．5MPa旋转控制头、ZQF-1400／1．5钻井液气分离器、600kN不压井起下井内管串的配套装备、欠平衡钻井数据自动采集系统、大通径节流管汇、欠平衡取心工具、不压井测井专用工具、油管单向定压阀和旋转控制头的胶芯等欠平衡钻井装备的攻关，并完善了3．5、5、7MPa压力级别系列欠平衡钻井配套装备的BY30-2型不压井起下井内管串装置，文中主要介绍了四川近年来进行欠平衡钻井装备的研究与现场应用情况，并提出了今后四川欠平衡钻井装备的发展建议。     

DQX-Ⅳ型小尺寸旋转防喷器的研制

现有的旋转防喷器与小钻具配合密封及井口防喷器组不匹配,难以满足小井眼氮气钻井要求,为此,研制了DQX-Ⅳ型小尺寸旋转防喷器。DQX-Ⅳ型旋转防喷器的整体结构设计充分考虑了现场施工及维护保养要求,具有体积小、安装快捷、动作灵活、维护保养方便等特点,为小钻具及小钻机欠平衡钻井提供了井口保障,为拓展欠平衡钻井应用领域提供了技术支持。试验结果表明,该旋转防喷器达到了现场使用要求,能够满足小井眼氮气钻井的需要。     

煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头在郑试平4H井的应用

为了完善煤层气欠平衡钻井国产配套设备,缩短钻井周期,降低移运成本,设计并试制了煤层气钻井专用低压小型旋转控制头,并在沁水盆地郑庄区块郑试平4 H井进行了现场试验。检验了旋转控制头与欠平衡钻井工艺的匹配性能,测试了旋转控制头的整体使用性能,证明了产品结构设计的合理性。该设备可有效密封井口环空压力,轴承组、动密封件以及润滑冷却系统在连续运转479 h情况下无任何异常状况,顺利地将钻井液导入泥浆罐。理论与现场试验结果表明:旋转控制头的结构设计合理,冷却润滑系统可以有效保护动密封件及轴承组,胶芯寿命满足现场使用要求,可进一步推广应用。     

水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置

为解决水平井注蒸汽测试中高温高压下动密封和连续管注入头超温问题,成功研制了水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置。该装置采用二级密封及长密封段自密封方式,采用耐高温氟橡胶、碳纤维及钢垫的组合形式做密封件,采用耐350℃高温导热油自动控制加压密封件,采用水循环冷却管给连续管、密封系统降温,可确保起下时注入头不超温和施工安全。在测试起下过程中,2口水平井井口注汽压力均在13 MPa以上,井口防喷密封装置未发生蒸汽泄漏,注入头处温度低于120℃,完全可以满足高温高压下用连续管测试施工要求。     

新型带压作业防喷装置

针对目前带压作业防喷装置存在承压低、胶心寿命短以及安全性差的问题,研制了一种新型带压作业防喷装置。该装置在接箍探测器和压力平衡装置的配合下,通过2个闸板防喷器倒换开、关,使管柱接箍通过井口,在带压密封状态下完成管柱的起下操作。接箍探测器在起下油管柱偏离中心小于10mm时,能够准确探测出油管接箍通过时的位置,并能发出声光报警信号。大庆油田3口高压水井的现场试验结果表明,该装置能够满足高压注水井的带压作业需要,可实现缓冲条件下的卸压和升压,并且操作安全、方便。     

MCL旋转防喷器的研制与应用

旋转防喷器是实施欠平衡钻井、控压钻井的关键设备之一.由于其旋转总成装配方式,安装高度上的要求,以及内通径对钻具的要求,限制了涉及旋转防喷器的欠平衡、控压钻井技术的应用空间.为进一步拓宽旋转防喷器所涉及技术的应用空间,本文提出旋转防喷器组合式大通径(MCL)旋转总成的研究技术思路及技术指标,通过优化设计、强度校核、室内实...     

机抽井口防喷器自动化改造与应用

目前注氮气三次采油技术是某油田缝洞型碳酸盐岩油藏提高采收率的重要手段,随着注氮气轮次增加,气窜问题严重,部分油井机抽生产期间油压由0.5 MPa迅速上升至近30 MPa,给现场生产带来较大井控风险。为此,在常规42 MPa手动双闸板防喷器基础上对采油液控系统、液压双闸板防喷器执行机构、抽油机液压刹车装置等进行自动化改造,实现数据联锁和远程控制,其中液控装置以及执行器均采取可拆卸设备组合而成。改造后的装置可根据油压变化自动控制抽油机停机、防喷器关闭等动作,并反馈防喷器状态等数据信息,通过信息自动化手段实现注氮气井远程实时监控管理、压力异常快速响应处置,提升了现场安全生产水平。现场应用结果表明,该装置在井口油压超过设定值情况下,实现超压自动停机、液压自动刹车、液压自动关闭防喷器等功能,有效减少环境破坏、产量损失,杜绝井喷事故,具有较好的推广前景。     

防喷器自动化试压系统设计与应用

阐述了防喷器自动化试压系统的设计原理与现场应用，该系统由安全防护、摄像监视与数据采集3部分组成，利用固定式和行走式防护墙实现了安全隔离高压区，应用可移动式摄像监视机构实现了计算机全方位监控试压过程，压力检测系统与计算机相联接实现了实时采集试压全过程技术数据．并可通过打印机输出完整的试压资料；该系统的额定工作压力为105MPa，高压区为高度3．5m、水平面直径φ4．5m的圆柱空间。防喷器自动化试压系统设计完成后，经过全面调试，测试各类防喷器106台．系统运转良好．各项技术指标都达到了设计要求。     

抽油机井可环空测试井筒防喷技术

为了解决抽油机井检泵作业过程中井液喷出污染环境的问题,满足生产时不动管柱过环空测试的需求,开展了可环空测试井筒防喷技术研究。通过研制Y445封隔器、阀芯式井下开关等核心工具,与抽油泵、捅杆形成防喷工艺管柱。生产时,阀芯式井下开关开启,最小内通径?36 mm,为测试仪器起下提供了中心通道;检泵作业时,下放泵抽管柱时关闭阀芯式井下开关以实现井筒防喷。利用有限元模拟分析了0~25 MPa不同套压下工艺管柱的密封性能和锚定性能,最高防喷压力28.4 MPa,防上顶力不小于422 kN。室内实验结果表明,工艺管柱在25 MPa套压下安全可靠。该技术在大庆油田现场试验了5口井,二次检泵作业2口井,施工全程井口无溢流,过环空产出剖面测试仪器通过顺畅、无卡阻,实现了抽油机井不压井检泵作业和不动管柱过环空测试。     

GZF高压注水井口测试防喷器的研究与应用

针对高压 (2 5MPa以上 )分层注水井进行井下分层流量测试时 ,上顶力大 ,仪器下井困难 ,井口喷漏严重 ,测试工人劳动强度大等问题 ,研制了GZF高压注水测试井口防喷器。这种防喷器采用节流降压原理进行设计 ,主要由自动输送钢丝装置、节流降压密封装置和防喷管总成 3部分组成 ,是一种用于高压注水井下测试和投捞调配的井口辅助工具 ,具有井口防喷和输送钢丝两大功能。现场试验证明 ,该防喷器结构紧凑、安装使用方便、密封可靠 ,使用井口压力可达 35MPa,自动化程度高 ,可保证仪器顺利下井 ,同时还将高空人力手送钢丝改为远距离自动输送 ,操作灵活、简单安全。特别适用于低渗高压分层注水井的井下测试和投捞。     

高饱和油气藏综合防喷技术的研究与应用

针对西峰油田高饱和油气藏的特点,为了防止在试油、投产下泵的过程中发生井喷的现象,通过对目前使用的3种油管防喷器(FPF108-Ⅰ型泄油防喷装置、防喷泄油复合装置、不压井防喷开关)和试油防喷器的工作原理、性能、现场应用效果的分析,提出了高饱和油气藏综合防喷技术的应用意见。     

Williams高压旋转防喷器国产化要点浅析

旋转防喷器是欠平衡钻井的关键井控设备之一，现文以Williams7100型高压旋转防喷器为例，分析了其壳体总成、旋转总成以及钻具密封的设计分析要点，旨在推动该装置的国产化进程。