新型连续无污染冲砂装置的研制与应用

以往冲砂作业在接单根时必须停泵,停泵易出现沉砂卡管、增加用水量等影响冲砂质量的诸多问题。为此,研制了一种新型连续无污染冲砂装置。该装置由换向控制阀、井口自封和环阀换向总成组成,其特点是在冲砂过程中只需在地面改变外接三通阀的方向,便可在不停泵的情况下,任意添加油管,加长油管柱,从而实现不间断连续冲砂,提高了冲砂作业效率。30余口井的现场应用表明,该装置冲砂效果明显,后期生产良好,工艺成功率100%,降低了砂卡管柱的风险,提高了冲砂效率,减轻了冲砂液对地层和环境的污染。     

套管内换向连续冲砂装置的研制与应用

为了解决传统停泵接冲砂管冲砂工艺中存在的诸多问题,研制了套管内换向连续冲砂装置,实现了套管内换向的不停泵连续冲砂作业模式,现场应用效果较好,该装置具有以下特点:(1)在冲砂过程中不需要停泵即可连接冲砂管,可有效避免因停泵接冲砂管而造成的沉砂卡管事故,减少处理砂卡及大修解卡施工;(2)不需要在油管上部连接冲砂油壬和水龙带,从而大大降低冲砂作业的劳动强度,避免弯头脱落造成落物伤人事故;(3)连续不停泵冲砂可以提高冲砂作业质量,延长油井生产周期,增加原油产量;(4)现场安装和使用都比较方便,尤其对于大井段冲砂和水平井冲砂具有明显优势。     

一种过电缆低压井口防喷装置

过电缆低压井口防喷装置，是一种在使用电缆进行井下作业时用来密封井口压力低于6MPa的油水井井口的装置，以防止油气外溢造成的人身伤害和环境污染。装置由手动盘根盒、防喷管、液压盘根盒、手压泵和放空阀等组成。手动盘根盒和液压盘根盒的组合，可对电缆实施双级密封。由第一级密封即手动盘根盒处泄漏到防喷管内的流体，通过放空阀排放到地面容器内；第二级密封即液压盘根，可借助手压泵在地面进行控制，免除了高空作业的困难与危险。冀东油田的矿场应用情况表明，这种防喷装置完全可以满足工艺要求。     

防污染连续冲砂工艺技术

防污染连续冲砂工艺是一种新型冲砂工艺技术。该技术利用封隔器、双层管柱和负压举升装置构成防污染冲砂系统;利用地面液流控制组合阀控制上流和侧流阀的开关,以保证地面不停泵即可连接油管,从而达到防油层污染连续冲砂的目的。经现场13口井（稠油井7口,稀油井6口）验证,该工艺具有施工安全、返速高、携砂能力强、冲砂时间短、不污染地层、连续冲砂的特点,尤其适合井底压力低,漏失严重的各类出砂油井的冲砂作业。     

悬挂冲管连续冲砂工具结构与应用

介绍了一种悬挂冲管连续冲砂工具及工艺。该工具能够利用油管内液体压差来释放和悬挂冲管,并能在常规油管中进行上下活动。通过重力与水力压差的作用使冲管随着砂面的降低而向下运动,直到内冲管完全伸出或冲完所有砂柱,实现连续冲砂作业。在冲砂过程中不接单根、不停泵,能有效减少冲砂作业强度与施工风险,减少冲砂时间及压井液进入地层,达到保护地层的目的。     

一种防喷杆式抽油泵

为解决起下油管过程中原油溢出井口的问题,设计了一种带有防喷装置的双卡杆式抽油泵。这种泵主要由阀杆、支撑总成、支承座主体、柱塞、泵筒、外管、筛管以及防喷装置等组成,它采用顶部机械+皮碗双密封杆式泵结构,提高了密封可靠性,同时在泵的底部增加了防喷装置,阻断油层与井口的连接通道,达到防止原油溢出井口的目的。现场应用表明,这种泵在井底压力不大于20 MPa时,可有效防止起下油管作业过程中溢油事故的发生。     

高气油比油井丢手式防喷管柱

针对长庆油田高气油比区块油井在作业起下管柱过程中出现的油气溢出井口问题,开展了高气油比油井防喷工艺技术研究,依据井下开关阀的原理对管柱进行优化设计。该管柱采用悬挂封隔器、旋板开关和单流密封插管等关键工具,检泵作业时旋板开关关闭,将地层油气封堵在封隔器下部,解决了起下管柱过程中油气溢出井口无法防喷的技术难题。经室内测试及现场应用,该管柱实现了起下钻过程中防止地层油气喷出地面的作用,达到检泵作业时防喷的目的。     

油水井小修作业配套井控装置的研制与应用

根据油水井小修作业现场需要,研制应用了小修作业配套井控装置,包括轻便快速防喷锥阀和小修作业防喷井口.轻便快速防喷锥阀由多用加重接头、提升短节、开/关变扣、锥阀体、密封圈、复位弹簧、油管挂、锥阀芯及多用变扣组成.小修作业防喷井口主要由防喷器主体、闸板密封总成、丝杠密封总成、端盖密封总成4部分组成.应用表明,油水井小修作业配套井控装置结构紧凑,尺寸小,质量小,安装方便,操作快速,可以及时解决油水井小修作业中的井控防喷问题,还可以有效降低井口高度,使工人在井口操作更安全、方便.     

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。     

轮式卡瓦连续加载带压作业装置的研究与应用

普通不压井设备采用固定卡管器和游动卡管器交替夹卡实现管柱起下作业,导致设备操作程序多,速度慢。为此,研制了轮式卡瓦连续加载带压作业装置。设计了加载控制系统和井口密封防喷系统,形成了液压马达驱动滚动头连续滚压的加载控制技术以及内置自封式球封和半全封组合而成的井口密封防喷技术,实现了低压井管柱快速起下和密封防喷,具有加载效率高、作业速度快、安全可靠等优点。现场应用表明,该装置可满足低压不压井作业需要。     

稠油井不起管杆泵冲砂工艺技术研究与应用

河南稠油油田储层胶结疏松,蒸汽吞吐后,地层容易出砂;稠油井砂卡检泵作业一直采用传统的起管杆泵冲砂方式施工,作业工期长、施工费用高。为此,开展了不起管杆泵冲砂工艺技术研究,研制了可冲砂防倒流管杆联接器,利用稠抽泵无固定凡尔的结构特点,用管杆联接器进行加深探砂和冲砂。现场应用表明,该工艺技术安全性能好,降低了作业工期,提高了施工效率和施工成功率,产生了明显的经济效益。     

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。     

一体式交替冲砂切割工具的设计与试验

针对渤海油田切割打捞需要下入冲砂和切割两趟管柱,施工周期长,成本高的缺点,研制了一种一体式交替冲砂切割工具,实现了一趟管柱可完成冲砂和切割连续作业,将作业时间由15 h /1 000 m下降至9. 8 h /1 000 m。文中对该技术的工作原理和结构进行了描述,并建立了冲砂水力学和切割扭矩的数学方程,用于计算两种工况下的排量、泵压、扭矩等参数,以便于指导现场作业和辅助判断井下工具的状态。试验测试结果表明,冲砂切割一体化工具性能稳定,满足连续交替冲砂、切割作业工艺需求,且成功应用于Ø139. 7 mm 套管的切割作业,各项指标性能良好,提高作业效率35%,节约成本50% 。     

套管压裂井不压井完井工艺技术研究及应用

针对非常规光套管压裂井放喷后关井压力高,采用压井液压井并上修井机进行完井作业,存在污染储层及降低压裂效果的问题,研究开发了套管压裂井不压井完井工艺技术,解决了套管压裂井带压完井的问题。通过通孔桥塞、滑套阀与压控开关阀三者之间的有效配合,调控采油的流通通道,使井口处于安全受控保护状态,有效避免了压井液压井,对油层无污染,保证了压裂效果,满足了非常规油井套管压裂后不压井完井作业的需要。现场应用结果表明：下入完井工具串后可多次暂闭油层,并使井口处于安全受控状态,实现了使用修井机下泵或后期小修检泵作业时的不压井作业,满足了低成本不压井完井技术的需要,单井缩短施工周期4～6 d;应用的4口井中,井口最高压力5.2 MPa,最大井斜91.2°,桥塞最大入井深度5 073 m,不压井工艺成功率100%。该工艺可有效提高采油时率,不仅适用于有杆泵完井工艺,还适用于电泵完井工艺,具有良好的推广应用前景。     

水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术

水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术是利用普通油管实现水平井反循环旋流连续冲砂的,接单根过程中不停泵,可防止砂粒下沉和砂卡事故发生。该工艺的配套工具主要由井口循环工具(高压自封封井器和新型反冲洗阀)和井下冲砂工具(水力旋流冲砂器、安全泄流阀和扶正器)2部分组成。该项工艺在江苏油田分公司真11-平1井的首次应用获得成功,冲砂效率提高50%,取得较好的经济和环境效益。     

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。     

采气井口装置单流阀泄压工具的研制与应用

研制的采气井口装置单流阀泄压工具能将井口阀门阀腔或套管头环空内的压力安全泄掉,解决了井口维护作业中阀门阀腔或套管头环空内压力不清楚时的泄压问题,以及单流阀在失效的情况下对其进行更换的问题,为井口维护作业提供了安全保证。     

抽油机井不压井防喷管柱的研究与应用

为了解决大泵抽油机井检泵作业时井内丢手开关密封不严、井内溢流无法控制及不压井无法施工等问题,研制了不压井防喷管柱。管柱主要由封隔器、锚定卡瓦、捅杆和控液开关等组成。管柱中的封隔器通过锚定卡瓦锚定管柱后压油管释放封隔器密封油套环空,控液开关和捅杆配合,通过控液开关里的防喷浮子控制套管出液。二次作业时,捅杆提出控液开关后,控液开关关闭,实现井内无溢流作业。该管柱现场应用15口井,封隔器坐封、丢手均一次性成功,控液开关防喷浮子关闭自如,且能长期使用。现场应用结果表明:不压井防喷管柱节约了作业费用,缩短了施工井的占井周期,保护了油气层,具有良好的应用前景。     

高效环保冲砂作业工艺

针对目前油田冲砂作业过程中下放冲砂管柱时需停泵作业及冲返的含砂液体直接循环使用所存在的问题,提出了高效环保冲砂作业工艺。在施工过程中通过采用连续冲砂装置及冲砂液除砂装置,可有效地避免卡井事故的发生,解决了冲砂作业的污染问题,并提高了冲砂效率。现场应用表明,单次冲砂作业时间平均缩短20%,平均排砂量1·4m3,平均回收原油0·6m3,消耗水量平均减少30%。     

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。