封隔器坐封载荷控制器的研制与应用

针对现有封隔器坐封载荷需人为控制,存在坐封载荷过大易造成泵筒和油管弯曲,坐封载荷过小而使封隔器密封不严的问题,研制了封隔器坐封载荷控制器。这种控制器由端接头、内管、外管、挡接头、键槽管和下接头组成。给出坐封载荷控制器的工作原理及确定在管柱中位置的计算公式。200余口井的现场应用表明,这种控制器实现了封隔器坐封载荷的精确控制,达到了分层开采的目标。     

分层采油多级封隔器坐封模型

为了达到分层采油多级封隔器从上到下完全坐封的目的,提出了油套环空与油层之间无渗流发生和多级封隔器在油井内形成并联管线的假设,建立了分层采油多级封隔器坐封的数学模型,并推导了封隔器坐封时间和完全坐封时环空压力变化的计算公式,给出了多级封隔器完全坐封的判别标准。在12口油井的现场应用中,封隔器坐封模型有效率100%,油井单井平均日增油2.2 t,油井含水体积分数平均日降低16.35%。研究结果为分层采油多级封隔器坐封提供了可借鉴的理论依据。     

压缩式封隔器射孔段坐封的有限元分析

在经过射孔工艺改造后的注水井中,常规封隔器胶筒坐封射孔的受力状况比较复杂。通过对压缩式封隔器胶筒进行工况下的受力分析与有限元建模,对压缩式封隔器光滑套管段坐封与射孔段套管坐封进行有限元计算和分析,得出了2种坐封情况下封隔器胶筒以及胶筒与套管之间的应力分布规律。通过对比分析,发现压缩式封隔器在射孔段坐封时,封隔器坐封效果有所下降,但不影响使用,可以在射孔段实现封堵。胶筒与毛刺接触后,胶筒等效应力并未急速增大,同时并未对胶筒造成破坏。研究内容为评估封隔器的使用效果提供了一种新的方法。     

多层封隔器坐封机理研究

精细注水分注卡封层段增加和层间距减小,造成坐封难度增大,现场坐封时出现了上部封隔器可以完好坐封,而下部不坐封的情况。为此,以Y341型封隔器为研究对象,开展了多层封隔器坐封机理研究。建立了多层封隔器坐封数学模型,推导了环空与油管压力变化和封隔器坐封时间计算公式,并通过理论分析与现场试验对比,证明了多层封隔器坐封的数学模型符合工程实际。模型分析结果表明,多层封隔器是从上到下依次坐封;当封隔器个数大于4时,就可能出现下部封隔器不坐封情况。封隔器不坐封根本原因为环空与油管压差降低。针对该问题提出了2种改进措施,即提高坐封压力和二次加压,改进后的封隔器已得到现场验证。     

膨胀型封隔器EPDM弹性体坐封性能分析

膨胀式封隔器作为一种可靠的井筒工具,具有部署简单、适用于高压/高温井况等优点,在国内外得到了广泛的应用.封隔器由橡胶膨胀/密封元件制成,只有很少的钢制零件,操作简单,提高了油田作业的效率.这些设备用于套管固井、智能完井、连续油管系统、防砂、水力压裂、水平井完井等.     

高温深井液压桥塞坐封工艺技术

桥塞坐封工具通常采用缓释火药驱动、液压驱动及电动驱动三种坐封方式.缓释火药驱动坐封工具需要使用缓释火药作为动力,安全风险较高;电动坐封工具则需使用特制的电能驱动微型电机;而MHSB型液压桥塞坐封工具通过油管或钻杆传输下入桥塞,采用上下独特的两级坐封活塞,无需缓释火药、液压油或电机驱动,即可实现桥塞坐封、丢手一体化作业工...     

沉砂封隔器提前坐封处理分析与研究

沉砂封隔器是不可回收封隔器,在套管井常规完井作业中,用于支撑上部防砂管柱,减少管柱承受的轴向应力,并使完井管柱和人工井底分开。在完井作业中若提前坐封,传统的处理方法是套铣打捞。渤海湾锦州9-3E2-7井出现沉砂封隔器提前坐封的事故后,通过精确定位,使用水力割刀切割破坏沉砂封隔器上卡瓦支撑结构,然后用打捞矛打捞出沉砂封隔器。该井的成功经验为以后处理同类事故提供了更加方便简单的方法,节省作业时间,提高了作业效率。     

一种精确确定封隔器坐封位置的方法

管柱入井后将受温度、压力、自重以及浮力的共同作用,这些作用分别对管柱长度所产生的影响可通过相关公式精确计算,考虑了上述各形变量所配备的入井座封管柱可以在井筒任何位置精确座封。     

可降解桥塞坐封过程卡瓦力学分析

现有文献对可降解桥塞卡瓦-锥体的断裂压力分析较少,而且大多没有考虑卡瓦-套管弹塑性变形以及卡瓦牙渗碳层的影响。鉴于此,应用ANSYS有限元分析软件对可降解桥塞坐封过程卡瓦-锥体进行断裂压力分析,同时对卡瓦-套管进行锚定压力分析,获得了卡瓦与套管的接触状态分布、接触应力分布和Mises应力分布规律。分析结果表明:坐封过程中下卡瓦断裂压力为24.7 kN,比上卡瓦先断裂;卡瓦与套管的接触状态和接触应力沿轴向分布比较均匀,卡瓦与套管等效应力沿轴向分布不均匀,靠近加载端的牙齿应力较大,起主要锚定作用;卡瓦牙最大等效应力为3 422.50 MPa,套管最大等效应力为403.22 MPa,卡瓦牙尖处局部发生塑性变形,卡瓦牙大部分处于弹性变形,卡瓦对套管损坏程度不大。研究结果可为类似桥塞卡瓦结构的优化设计提供理论依据。     

准确确定卡瓦式封隔器坐封位置的计算方法

管柱入井后,将受温度、压力、自重以及浮力等的共同作用,导致其长度发生变化,使根据管柱下井前预定的封隔器坐封位置与实际坐封位置有所偏差。通过对管柱下井各影响因素的受力分析,将这些因素分别对管柱长度所产生的影响通过相关公式精确计算出来,可以使考虑上述各形变量所配备的入井坐封管柱在井筒任何位置精确坐封,取得准确真实的被测试层资料。     

多级压裂自助解封封隔器及其管柱研究与应用

为实现对河南油田安棚深层系和泌阳凹陷等区块中多层系及大跨度储层的低成本多级压裂增产措施,研制了一种多级压裂自助解封封隔器及其工艺管柱。该管柱主要由多级压裂自助解封封隔器和滑套喷砂节流器等工具组成。其中多级压裂自助解封封隔器设计了自助解封机构,压裂后可快速解封,消除了多级分层压裂易砂卡管柱的问题,同时具有良好的耐高温高压性能。滑套喷砂节流器设计了耐磨级差滑套,可实现投球打滑套分层压裂。5口井的现场试验证明,设计的工艺管柱耐温耐压性能良好,解封安全可靠,能满足河南油田多层油井1趟管柱分层改造的需要,具有良好的推广应用前景。     

不能移动封隔器管柱变形受力分析——封隔器管柱受力分析系统讨论之五

不能移动封隔器管柱是油气井封隔器完井的一种常见类型 ,在井内压力、温度、流体 (井内压力、温度、流体简称井内条件 ,下同 )发生变化时 ,不能移动封隔器管柱受力分析是保证井下安全和完井作业成功的关键 ,同时该管柱受力分析与自由移动封隔器管柱受力分析有很大的差别。文中对不能移动封隔器管柱变形受力的有关问题进行了分析、推导和讨论 ,并给出了算例。     

玉裂管柱力学分析及其应用

根据压裂管柱的压裂施工过程、管柱结构和井下工具特性,建立了压裂管柱的综合力学模型,研究了在施工过程中能够影响管柱位移的4种基本效应。运用相应公式及算法编制了压裂管柱力学分析软件,并结合大庆油田压裂管柱实例进行了力学分析计算。经现场测试,通过软件计算结果与现场实测数据进行比较,误差在合理范围内,满足工程需要。软件所得出的计算结果对于现场压裂作业具有一定的指导意义。     

热敏封隔器坐封力数值分析

热敏封隔器的坐封力较小,容易在上、下压差的作用下产生滑移,导致伸缩管闭合,造成热膨胀无法补偿而损坏封隔器。鉴于此,采用ANSYS对热敏封隔器的坐封过程进行模拟计算,分析结果表明,热敏封隔器在注气压力15.00 MPa、温度200℃下坐封后,最大应力出现在动力件上,其值为413.00 MPa;密封筒与套管接触应力分布呈马鞍状,中部应力有极小值;当注气温度高于200℃以后,接触应力随温度的升高增长缓慢;在200℃、15.00 MPa注气工况下需要将套压控制在11.43 MPa以上,以免压差过大造成管柱弯曲等问题;注蒸汽时封隔器的坐封力与温度呈线性关系,随着温度的升高,封隔器所能平衡的压差呈线性增加,套压的可控制范围增大。     

压裂封隔器胶筒研制及密封性能模拟试验分析

为了研究结构参数对高压密封胶筒性能的影响,开展了对一种压裂工艺使用的能够密封较高压差胶筒的研究,并根据现场作业实际工况要求模拟了胶筒几何尺寸、载荷对胶筒变形以及胶筒和套管接触应力的影响。结果表明:胶筒长度和扶正环宽度的尺寸变化对接触应力影响不明显,胶筒厚度小范围的变化对接触应力也不会有明显影响,但都会显著影响胶筒变形;随着扶正环厚度的增加,胶筒的接触应力增加,而胶筒的变形开始不均匀。进行了密封性试验,胶筒的密封压力达到70MPa,验证了设计的合理性。     

自由移动封隔器管柱变形量计算分析--封隔器管柱受力分析系统讨论(之四)

自由移动封隔器管柱是油气井封隔器完井的一种重要类型 ,在油气井封隔器管柱完井工艺中 ,井内压力、温度、流体发生变化后 ,自由移动封隔器管柱变形量计算是该封隔器管柱受力分析中十分重要的工作 ,是保证安全成功地进行完井作业的关键。文中对该封隔器管柱变形的有关问题进行了分析 ,对管柱变形量计算公式进行了推导和讨论 ,并给出了算例。     

封隔器在射孔管柱中的安全距离评估

在射孔作业时,为了避免射孔管柱中封隔器解封或损坏,保障作业安全,需要确定封隔器与射孔枪串的安全距离。分析了井液中压力波的形成、衰减和反射过程,根据封隔器的承压技术指标,通过压力波的衰减和反射规律,理论计算了封隔器在不同套管条件下的安全设置距离。针对7in*枪、9 5/8in套管和1 300m液柱的高度,安全距离设计为31.3m并进行了安全评估。该研究为指导封隔器的安全距离设计提供理论依据。     

允许自由移动的封隔器管柱受力变形计算分析

允许自由移动的封隔器管柱是油气井封隔器完井的一种重要类型,油气井内压力和温度变化会导致封隔器管柱受力,从而发生变形。因此,计算自由移动封隔器管柱的变形量是整个管柱受力分析的重要组成部分,也是保证井下作业成败的关键因素。文中对自由移动封隔器管柱进行了受力分析,对管柱的变形量公式进行了推导,并给出了实例进行论证。     

裸眼水平井压裂管柱下入安全性分析

裸眼水平井分段压裂管柱下入过程易造成遇卡事故。鉴于此,采用弹性力学解析方法和工程力学设计与CAE可视化编程技术相结合,对压裂管柱下入进行仿真模拟,建立了带多级封隔器的压裂管柱下入力学模型,对管柱下入过程中的摩阻、井口拉力和安全系数等进行了计算分析。在理论研究的基础上,采用Visual Basic语言开发裸眼水平井压裂管柱下入安全性分析软件,提供了完整理论分析与设计计算方法。运用软件对PH9-1井等进行了实例验算,计算结果与实际结果吻合,表明该方法具有一定的实用价值。研究内容为优化水平井多级分段压裂管柱设计及确保管柱下入安全性提供了一种有效的技术手段。