海上油田脉冲水力冲击解堵工具设计

研究了海上油田脉冲水力冲击解堵工具的结构和工作原理.计算了该工具产生的最大压力,分析了冲击室的抗挤毁能力及冲击片的结构和爆破压力的影响因素.结果表明,冲击室挤毁主要受弹性屈曲控制,冲击片的材料和厚度选择直接影响冲击片的爆破压力,计算得到30 MPa破裂压力的冲击片厚度为1.0 mm.设计的冲击室和冲击片满足水力冲击工艺...     

水力脉冲式钻井工具的研制与应用

水力脉冲式钻井是利用特定的工具使钻井管柱中的连续流转变为脉冲射流,从而改变井底流场的压力状况,进而提高机械钻速的一种钻井新工艺。在分析水力脉冲产生机理的基础上,探讨了基于瞬变流理论的机械阻断式水力脉冲破岩机理,介绍了SLPMC机械阻断式水力脉冲工具的工作原理及结构特点,简单叙述了该工具在胜利油田进行的2口井的现场试验情况。该钻井工具对于提高机械钻速和降低钻井成本具有一定的积极意义。     

多级水力冲击解堵技术研究及应用

为解决常规水力冲击解堵技术配套工具仅能实现一次冲击解堵作用的问题,构思并论证了3种新型多级水力冲击解堵工具,优选了国内常用的投球方式进行工具改进,采用高精度破裂盘改进为工具的冲击片,其精度可达90%以上;自行设计的投球式多级冲击器,经改变钢球和球座的尺寸,从而实现不同级数的水力冲击作业。通过井下应用试验,验证了工具冲击片、投球式多级冲击器抗压准确性及工具的可靠性及技术水力脉冲震荡解堵作用,技术具有较好增产效果。改进后的多级水力冲击解堵技术稳定可靠、震荡解堵效果显著,具有较好推广应用前景,为国内外措施技术的应用提供一个新的选择方向和参考案例。     

水力脉动冲击钻井工具初步研究与试验

掘力脉动冲击钻井是将水力脉冲、机械冲击振动结合为一体提高钻井速度的一种方法，介绍了辽河油田研制的脉动冲击钻井工具的结构、工作原理及现场试验情况。在潜山混合花岗岩、砂岩，硬脆性泥岩等不同地层的现场试验表明：水力脉动工具工作平稳，未出现蹩跳钻现象，也没有出现脱、落、断、掉等问题，主体安全性、可靠性较好；在潜山混舍花岗岩、砂岩、硬脆性泥岩地层机械钻速提高幅度较大，但在部分泥岩地层效果不佳。试验中发现密封圈耐温性差、脉冲腔易磨损等问题，并据此提出了水力脉动冲击工具的下一步研究方向。     

水力脉冲提速工具作业性能分析

水力脉冲提速工具用于油气田钻井作业,可显著提高钻井效率。利用流体分析软件,建立了水力脉冲提速工具内部三维动态流场分析模型。通过对内部部件导流面角度、叶轮齿数、振荡腔长度等多组数据对比分析,得出了影响出口压力、叶轮转速、脉冲频率因素的理论数据,确定了不同因素改变引起的水力脉冲提速工具性能的变化规律。为此类工具参数优化设计提供理论基础。     

水力脉冲强化压裂工具设计与分析

随着石油勘探开发力度不断加大,低渗透、超低渗透等非常规油气资源逐渐成为各国油气田的增产主体。超低渗地层使用常规水力压裂技术就会存在造缝程度低、泵注量大、能量利用率低等问题。针对上述问题提出了利用水力脉冲强化压裂的构思,并对水力脉冲压裂所用到的涡轮机构工具进行设计,分析并使用有限元数值模拟软件进行受力分析验证设计可行性以及所需材料强度。数值模拟结果表明：涡轮部件中部更易发生变形与断裂,需要选用材料强度较高的材料保证强度。工具采用涡轮驱动脉冲开关、止回阀防止回流、齿轮副调节脉冲频率,模块化程度高;设备组装便捷、可靠性稳定、耐酸耐高温,地层适应性强,能够满足水力压裂工艺需要。     

水力喷射工具地面模拟试验

为评价自主研发的水力喷射工具的穿透能力、承压等性能,结合水力喷射压裂工艺基本原理,采用壁厚9.17 mm钢级为P110套管为靶件,以1050型压裂机组为试验设备,并采用φ6.3 mm硬质合金喷嘴进行地面模拟试验。试验发现,在213.86 m/s喷射速度下,套管2 min内被射穿,且在套管壁上形成椭圆形孔眼。计算试验数据表明：设计喷嘴的流量系数较高,达到0.91;试验中最高压差达43.1 MPa,工具相关动作正常,密封良好。地面模拟试验证明了水力喷射工具的结构设计合理,相关性能达到了设计要求,为下一步开展现场试验提供了依据,对射流增压等理论研究也起到了一定的作用。     

油井水力冲击解堵装置的研制与应用

针对地层污染造成油井近井地带堵塞的问题,研制了油井水力冲击解堵装置。该装置利用通井机上提井下解堵装置中的柱塞,泵腔内产生负压,当柱塞上行经过进液孔的瞬间,液体突然释放进入,产生瞬时高压,经过固定阀和出液孔对地层进行水力冲击,实现解堵。该装置具有无需地面泵车加压、对油井目的层无污染、处理时间及作用能量可根据油井情况任意设定等特点。现场应用结果表明,水力冲击解堵技术单井施工费用低,操作方便,效果较好,已在现场应用23井次,有效井21井次,有效率达91%,平均单井日增液5.1 m3,日增油2.6 m3。     

水力脉冲空化射流发生器参数优化试验研究

为优化水力脉冲空化射流发生器的参数,采用设计的试验模拟工具及相应的试验台架进行了室内试验。着重研究了叶轮叶片数量、排量对压力波动效果的影响。试验结果表明,随着排量的增加,经过水力脉冲空化射流发生器的流体平均压力增大,压力波动振幅增大;在试验条件下,排量为13.67L/s时,采用3片叶轮,平均压力为1.25MPa,产生的脉冲效果明显,压力波动振幅为1.1MPa。     

水力冲击法解堵的研究及应用

在简单分析大庆油田推广应用的几种物理法采油技术的基础上,提出了水力冲击解堵技术。该技术是依据流体运动中的水击现象作用原理进行工作的。介绍了水力冲击发生器的结构组成及工艺管柱结构、工作原理和工艺流程;对水力冲击发生器产生的冲击压力进行了分析,并给出了估算冲击压力的理论计算公式,计算表明,水力冲击器能产生20~40MPa的冲击压力;评价了该冲击压力对套管和油管不会造成损害。还给出了该技术的现场试验结果,最后得出几点有益的结论。     

长庆区域试油压裂井下事故处理工具优选初探

长庆试油气作业经过多年发展,形成了有自己特色的井下作业工具.为了在发生试油气作业井下工程事故时,能尽早尽快地完成处理工作,并在处理过程中根据井下工具的特点,有针对性地选配处理工具,保障事故井打捞作业的进度.长庆井下技术作业公司组织人员进行了相关研究,从各种常用井下试油气作业工具作为鱼头时,怎样选择适合的打捞工具和辅助工具的角度,进行探讨.并针对各种可能出现的井下落物,通过定制等方式选配了一些备用处理工具,对一些可能出现的复杂情况提前进行了技术储备.     

井下动力学测量工具研究现状及发展建议

钻井动力学测量有助于优化钻井参数,提高钻井效率。近年来,虽然我国在井下动力学测量工具技术的研发方面取得了很多进展,但最尖端的技术仍然被国外大型油服公司所垄断。为缩小与国外工具技术的差距,论述了几种国外最新的井下动力学测量工具,并对这些井下动力学测量工具的测量参数种类、采样频率、耐温耐压性能、尺寸规格等进行介绍。对我国在井下动力学测量工具技术方面取得的进展进行总结,重点在测量参数种类、耐温耐压性能和应用推广方面做分析。在对比国内外井下动力学测量工具差距的基础上,提出了进行多参数测量的微型记录仪研究、提高井下动力学测量数据的采样频率研究、强化有效数据传输技术的攻关研究和开展进行动力学测量的智能传感器网络的前瞻研究。     

阀式双作用液力冲击钻具性能及使用

论述了阀式双作用液力冲击钻具的工作原理，推导了冲击力和冲击频率的计算公式。计算表明：在软硬交替的地层中钻进，采用最大锤重和调节钻井液流量以改变冲击力和冲击频率，可提高钻头的破岩效率。     

井下工具新进展

介绍了目前世界上最新的井下工具 ,重点说明地层隔离阀、井下工作阀、跨式酸压施工工具在射孔、完井、欠平衡钻井及多分支井中发挥的作用 ,详细说明了使用后达到的效果。     

RFID在井下工具中的应用

为了提高油气井长期有效性和作业效率、降低油气井的建井成本,近年来RFID技术在石油领域的应用取得了一定进展。在调研国内外文献的基础上,阐述了RFID技术的原理和基本特点,对其在压裂工具、钻井扩眼工具以及其他井下工具中应用的可行性进行了分析,指出了RFID在井下工具中应用的关键技术。分析结果表明,RFID井下工具比力学或机械式工具具有更大的优势,RFID在井下工具中成功应用的关键是电子元件和电池在高温高压条件下良好的工作状态,开发耐高温高压的电子元件将对RFID的应用和其他通信技术带来革命性改变。     

井下工具可靠性设计

井下工具的工作环境十分恶劣,为了保证操作人员的安全,对井下工具安全性有着特殊要求,井下工具可靠性设计是保证油田开采过程安全性的基础和关键.分析了井下工具失效的主要原因,在此基础上,对井下工具的可靠性设计方法和步骤做了初步探讨.     

液压井下拉拔打捞解卡工具

在油井生产中,因套管变形,砂、蜡、落物、水泥卡管柱,小井眼作业,大直径工具下井等原因经常造成卡钻事故,为此在油井作业时必须大力上提管柱解卡。油田投入生产的小修作业设备以配置390kN级提升系统的通井机为主,作业井架极限负荷为750kN,而解卡上提拉力往往超过通井机许用最大工作载荷,这就必须搬迁大修作业车载钻机完成解卡施工,大幅度增加了施工成本,延长了躺井时间,降低了油井产量。     

井下液力推进器的研制与应用

在大斜度井,套管开窗侧钻井等钻井作业中,受井壁摩擦阻力的影响及限制,施加钻压困难,应用应力推进器可有效解决这一难题,在苏金２０５Ｂ井和胡侧１２－Ｂ井中的成功应用表明,液力推进器能实现钻压恒定不变和均匀送钻,并提高机械钻速及保护钻具和钻头,具有良好的应用和发展前景。     

液压扩眼器设计及井下试验验证

为了降低小井眼钻井作业风险,提高固井质量,对152.4 mm井眼液压扩眼器结构原理和力学性能进行了研究,并制作了样机。152.4 mm井眼液压扩眼器主要由上接头、螺旋扶正套、环形剃刀组件、固定套、摩擦环及下接头等组成。对样机的压耗、刀翼张开、刀翼自动收回及强制收回等功能进行了验证,同时对扩眼效果进行了预评估。验证结果表明,该液压扩眼器的压耗约为1.38 MPa,小于计算的最大压耗1.96 MPa,满足现场作业需求;液压扩眼器能够实现正扩眼、倒扩眼和随钻扩眼作业,正扩眼和倒扩眼井径均达到190.5 mm以上,井径较规则,扩眼效果较好;在随钻扩眼中,刀翼张开最大扭矩达到14 kN·m。     

井下机液控制变径稳定器的设计与改进

根据井眼轨道控制理论,改变稳定器的位置和外径,可改变井底钻具组合的类型,从而达到稳斜、降斜或增斜的工艺目的。可变径稳定器作为一类重要的定向工具,尤其应用于现代钻井过程中。文中介绍了一种机液控制变径稳定器（自动井斜角控制器）的结构和工作原理,分析了可变径稳定器执行机构的特点,认为正确分析其主要部件—主轴（主活塞）在井下的受力状况,是变径稳定器执行机构设计的关键环节。以自动井斜角控制器为例,通过实际计算,改进了主轴（主活塞）及其复位装置的结构方案,为井下工具的设计提供了借鉴。