新型下套管自动灌浆装置研制与应用

介绍了新型下套管自动灌浆装置结构、工作原理、技术参数及现场应用情况。试验结果表明：应用该装置使下套管作业变得更简单和高效,可减少作业时间和施工强度,钻井综合成本降低,达到了安全、环保的目的。     

循环下套管装置研制成功

循环下套管装置是一种在下套管过程中随时在井口灌钻井液，无须停止下套管作业，在下套管过程中出现遏阻现象可以立刻建立循环，利用破岩磨铣引鞋清除砂床。科研人员成功研制出两种循环下套管装置：一种是顶驱自动灌浆解卡装置，该装置的顶部钻杆短节与下套管作业的顶部驱动系统钻杆扣连接，依靠顶部驱动系统将解卡装置的皮碗封隔器和导引头一同插入套管，利用皮碗封隔器自动封堵的作用，边下套管边灌钻井液或建立循环，清除井眼的沉砂解卡。     

循环推送下套管系统的研制

如何将套管安全下到预定位置是大位移井、分支井以及丛式井等复杂结构井完井面临的技术难题之一,为此,研制了循环推送下套管系统。该系统能够自动连接套管、建立钻井液循环、旋转套管柱以及在套管柱末端产生轴向振荡力,减小套管下入摩阻,同时可通过切削井壁清除砂桥、台阶等。介绍了该系统套管循环旋转装置和套管推送下入装置的结构和工作原理,采用数值模拟方法分析了套管循环旋转装置的卡瓦承载能力。室内试验表明,套管循环旋转装置工作可靠,可承受轴向载荷2 400 kN、扭矩30kN·m,密封承压35 MPa,设计排量条件下,套管推送下入装置压降2.7 MPa、振荡力41 kN。现场试验表明,该循环推送下套管系统能够有效提高套管下入的安全性,可进一步推广应用。     

顶驱下套管装置的研制

鉴于常规下套管作业的局限性,通过对国内外相关技术的调研,根据国内油田的需要,研制开发了顶驱下套管装置。该装置是一种基于顶部驱动钻井系统,用于下套管作业的集机械、液压于一体的装置。根据套管尺寸的不同,分为内部驱动和外部驱动2种结构。重点介绍了该装置的结构、工作原理、技术参数及功能试验情况。样机的一系列原理试验表明,各项试验结果满足设计及使用要求。该装置的应用,将使下套管作业变得更为简单和高效,钻井综合成本将大大减少。     

套管自动灌浆装置设计及使用

本文介绍一种自行设计的套管自动灌浆装置,内容有:主要零件设计;各部件构造原理;应用伯努利方程求解球与座间的间隙值。样机经过使用证明,该装置设计合理,效果显著。     

套管自动灌浆装置设计及使用

本文介绍一种自行设计的套管自动灌浆装置,内容有:主要零件设计;各部件构造原理;应用伯努利方程求解球与座间的间隙值。样机经过使用证明,该装置设计合理,效果显著。     

可循环式井口加压下套管装置的研究

为解决吉林油田浅层大位移及浅层阶梯水平井下套管困难的问题,研制了可循环式井口加压下套管装置。该装置主要由转换接头、配重总成、旋转总成、可循环密封总成、吊环、吊卡等组成,用该装置下套管时有以下2个主要特点:(1)可以在下套管过程中随时循环钻井液;(2)可以向套管柱施加80kN的下压力。通过2种途径的共同作用,可确保浅层大位移及浅层阶梯水平井顺利完成下套管作业。目前该装置已完成设计加工及地面试验。     

气动套管卡瓦的研制与应用

目前下套管作业主要采用吊卡卡持套管和液压大钳或B型大钳上螺纹的作业方式,工人劳动强度大,工作效率低,容易造成单吊环起钻,从而引发重大工程和人身安全事故。鉴于此,研制了气动套管卡瓦。该卡瓦使用无背钳套管液压大钳,下部套管不发生跟转问题,防扭效果明显。现场试验表明,该卡瓦安装拆卸简便,自动化程度高,悬挂能力大,具有防扭功能,卡瓦体工作高度低。新型气动套管卡瓦的投入使用,能减轻工人劳动强度,提高工作效率,避免单吊环安全事故的发生,具有较强的实用性和广阔的应用前景。     

接箍卡紧式顶驱下套管装置研制

内卡式顶驱下套管装置的卡瓦是插入套管内,通过卡紧套管本体的内壁来实现转矩传递,存在成本高、管理复杂、增加作业工作量等缺点。研制了接箍卡紧式顶驱下套管装置,通过卡紧套管接箍外壁来传递转矩,并采用弹性密封垫圈密封接箍的端面。该装置通过更换4种钳头,可进行114.3~508.0mm(4~20英寸)套管的下井作业,同时实现套管柱旋转、下压操作、泥浆循环,使井眼缩径、井壁坍塌、岩屑沉淀等问题得到及时排除,作业效率高。介绍了该装置的结构和工作原理。     

新型防卡套管刮削器的研制与应用

在油田井下作业中,若遇到套管变形或结垢严重的井,常规套管刮削器很容易卡堵管柱。为此,研制了新型防卡套管刮削器。该刮削器将高压射流清污技术与常规刮削技术相结合,对其关键部位出液孔的结构和相关参数进行优化设计,可以有效解决现场作业中的卡堵现象。在江苏油田34口井的现场应用表明,新型防卡套管刮削器施工成功率100%,既给作业施工带来便利,又可减少卡管柱事故井的数量,具有较好的经济效益。     

新型井口解卡装置的研究与应用

该装置主要是针对井下管柱遇卡事故而设计的一种结构简单，行之有效的地面举升装置，具备举升力大、操作简单、安全等特点，小修队伍利用该装置可实现部分大修作业的内容。文章简要介绍了160型液压举升钻台的结构特点、技术指标及工作原理等．并从液压举升钻台液压缸耐压强度、本体稳定性及顶梁剪切强度3方面进行了强度校核，验证了该装置的可靠性。     

套管灌钻井液解卡装置的研制与应用

针对钻井过程中下套管作业时需经常给套管柱灌注钻井液和下套管遇阻遇卡难以解阻解卡的问题,研制开发了套管灌钻井液解卡装置。该装置主要由钻杆接头、胶封总成、阀总成、引导管总成4部分组成。其中胶封总成用于下套管遇阻或遇卡时,封住套管管口,向管柱内注入压力钻井液,通过钻井液循环达到解阻和解卡的目的。阀总成主要由开启单向阀和释放单向阀组成,开启单向阀用于向管柱内灌钻井液和停止灌钻井液时能迅速封住管口;释放单向阀用于释放管柱内的压力使装置顺利从套管中提出。使用该装置可有效地解决套管自动灌钻井液和遇阻解阻的问题,大大提高钻井实效,保证下套管的质量。     

新型涡轮式井下径向振动固井装置的研究与应用

振动固井技术可提高顶替效率,消除水泥石中的气泡,形成完好的水泥环,缩短候凝时间,防止固井后候凝"失重"时油、气、水窜,有利于提高两个界面的胶结强度,是提高固井质量行之有效的方法之一。介绍了新型涡轮式井下振动固井装置的结构、工作原理和在江苏油田的现场应用,分析了套管振动规律。现场应用表明:采用新型涡轮式振动注水泥固井技术可有效提高固井质量。     

套损井综合管理系统的开发及应用

目前大庆油田年套损井数达到1000口左右，严重破坏了油田的注采平衡关系，而且制约了油田注采结构的进一步调整。根据大庆油田套损特点，套损状况及油田生产实际，开发了套损井综合管理系统，包括套损数据管理，大修数据管理，井况调查数据管理和报废数据管理四大模块，套损机理研究认为，泥岩蠕变是大庆杏树岗油田管损坏的主要原因。应用油水井大修工艺措施合理优化与组合经济评价数学模型，可以实现大修工艺措施合理优化与组合；应用套损井综合管理数据库，实现了套损井计算机网络管理。套损井综合管理系统推广应用后，经济效益和社会效益显著。图2表1参3（王永东摘）。     

CDS系统下全漂浮套管串工艺及技术分析

近年来,随着海上油田勘探向滩海和深海的发展,大位移井由于其显著的成本和技术优势,获得了快速且广泛的应用。但是,在大位移钻井中应用传统下套管技术时发生了套管下不到设计位置且无法处理等井下事故。CDS(Casing Drive System)技术通过顶驱整合了套管钳、灌浆工具与循环工具,实现下套管自动连接,提供套管旋转及循环钻井液功能。基于CDS系统的组成及其下套管工艺的原理,通过将CDS系统与全漂浮下套管技术结合,形成了CDS下全漂浮套管串工艺。现场应用取得了良好效果,为超大位移井的下套管作业提供了新的技术方案。     

偏心式滚轮套管刚性扶正器的研制及应用

应用套管扶正器使套管居中,仍是当今提高水平井、大斜度井固井质量的重要技术措施。针对常用套管扶正器使用过程中存在的问题,分析了扶正器在水平井眼内移动时的受力状况,研制了偏心式滚轮套管刚性扶正器。介绍了该工具的偏心式结构及通过 2种旋向扶正棱自动旋转调整扶正方位的工作原理。室内及现场试验结果表明,该工具能够有效提高水平井套管在井眼内的居中度,有利于提高水平井和大斜度井的固井质量。     

TPD油水井破损套管化学堵漏剂的研制与应用

研制出适用于油水井破损套管化学修补的TPD堵漏剂,确定最佳配方:30%有机结构剂 55%复合胶凝材料十15%微膨胀活性剂,评价了TPD堵漏剂的驻留能力、堵漏强度、流变性和初凝时间等性能.实验结果表明,TPD堵漏剂驻留性强,在套漏段能快速形成封堵层,堵漏强度≥20MPa,初凝时间≥6h,稳定性、流动性好,施工用量10～20m3,适用于井温20～100℃油水井破损套管的化学修补.中原油田16井次的现场应用表明,该堵漏剂施工成功率90%,经济效益和社会效益显著.