Y341B-115逐级解封封隔器的研制与应用

针对现有多层堵水封隔器坐封难、解封难问题,优化设计了逐级解封封隔器的坐封机构、锁紧机构、验封机构、平衡保护机构、逐级解封机构。该封隔器操作简单,解封动作可靠,解封负荷小,小于20 kN;验封可靠,多级使用可对各级封隔器验封;其平衡保护机构可使封隔器既承上压又承下压,具有双向承压能力;优选出氢化丁晴胶料,提高了胶筒耐温耐压性能;设计有防中途坐封的销钉,保护封隔器的密封件,提高了封堵管柱的可靠性。经现场多级堵水应用,封堵效果好,起管柱时解封负荷小,实现了逐级解封,为厚油层多级堵水提供技术支撑。     

多段分层注水井逐级解封封隔器研制与应用

常用压缩式封隔器的技术结构普遍是坐封时用解封销钉来锁住整个坐封机构,保持胶筒压缩,解封时通过剪断这个销钉实现胶筒的释放。如果解封销钉小一些,注水过程中外压升高时,销钉常常会自动剪断使封隔器解封;如果加大销钉,每一级封隔器解封力增大,导致管柱上提力逐渐增加,致使解封困难。针对这个问题,通过改变封隔器的技术结构,使坐封机构和解封机构脱离,研究设计了能实现逐级解封的注水井可洗井封隔器,从而改变了常规水井封隔器管柱上提整体管柱、封隔器胶筒同时摩擦套管壁的概念,每级封隔器单独承受上提管柱的解封力,从最上一级封隔器开始依次解封。现场应用表明,逐级解封封隔器实现了管柱在封隔器逐级解封的情况下小载荷起出,从而有效地解决了管柱无法顺利起出的问题,为多层段细分注水提供了技术保障。     

新型液压卡堵水管柱

针对Y221—114型封隔器连泵卡堵水管柱存在的问题,研制了新型液压卡堵水管柱。该管柱采用液压坐封的Y341—114型封隔器,避免了油管坐封距调整不合理造成的管柱弯曲,减少了杆管偏磨程度,延长了油井检泵周期。打压坐封使管柱处于伸长状态,便于确定抽油杆扶正位置,可以直接根据原始井斜轨迹选择防偏磨配套措施。液压双向锚定装置的应用不仅防止了因管柱惯性载荷引起的封隔器解封,而且解决了地层压力上顶引起的封隔器解封,同时该管柱还兼具验封及验证管外窜槽的功能。     

大规模压裂用Y344封隔器及工艺管柱关键技术

分层压裂时,K344封隔器解封只靠扩张胶筒的回弹力,胶筒回收不完全;Y241封隔器解封需要上提管柱、多个金属锚瓦的解封力累积效应导致解封困难。研制的大规模压裂用Y344封隔器采用弹簧自助解封机构、割缝中心管和压缩胶筒的结构形式,提高了下入、坐封和解封的稳定性和可靠性。该封隔器不需要节流压差坐封,提高了压裂施工的成功率;采用该封隔器设计的工艺管柱可实现不动管柱分6层大规模压裂施工。苏里格气田10口井的现场应用结果表明,大规模压裂用Y344封隔器及工艺管柱,施工成功率100%。该工艺适用于直井、大斜度井和水平井,具有良好的应用推广前景。     

Y211—150可伸缩热采封隔器的研制

针对大庆油田稠油油藏的开发需要,研制了Y211—150可伸缩热采封隔器。该封隔器主要由密封机构、坐封锁紧机构、解封机构、扶正锚定机构、热力伸缩补偿机构、安全脱卡机构等组成。它将封隔器与伸缩管设计成一体,采用V形膨胀石墨密封圈组成密封系统,确保伸缩管热力伸长时封隔器的密封性。采用左旋上提管柱坐封,右旋脱锁,上提管柱解封。室内及现场试验表明,伸缩管与封隔器之间的内密封较好,可耐压20 MPa,耐温375℃。     

Y422—114型双向卡瓦封隔器的研制及应用

针对中原油田油藏地质复杂、埋藏深、地层温度高,采用常规封隔器效果很不理想,引进国外封隔器价格昂贵和难以推广的问题,研制了Y422—114型双向卡瓦封隔器。该封隔器由坐解封机构、封隔部件、双向锚定以及支撑换向等部分组成,采用双向卡瓦双向锚定,坐封后工作状态锚定可靠。与常规封隔器相比,增加了辅助解封机构,坐封、解封等工艺采用旋转管柱、下压或上提活动的操作方式;销钉轨道设计为外置式轨道,使封隔器内通径增大。应用表明,该封隔器操作简单,坐封、解封灵活可靠,适合于深井和高温、高压等油水井作业。     

Y341C-114多级堵水封隔器的研制与应用

针对现有多层堵水封隔器坐封难、解封难的问题,通过优化设计了逐级解封封隔器的坐封机构、锁紧机构、验封机构、平衡保护机构、逐级解封机构。文中阐述了该封隔器的主要结构设计、工作原理;封隔器的特点;堵水管柱的组配形式。经过现场多级堵水应用,封堵效果好,起管柱时解封负荷小,实现了逐级解封。从现场64口井的应用情况看,取得了较好的应用效果,为厚油层多级堵水提供技术支撑。     

油田井下楔入式封隔器的研制与应用

楔入式封隔器是针对油田井下堵水而设计的一种封堵工具,由坐封、锁紧、解封和密封4部分组成。坐封部分和锁紧部分采用液缸推进和卡簧步进锁紧机构;解封部分采用锁球拉手机构,使胶筒很容易解封;密封部分采用钢件楔入胶筒的方式,增加了胶筒的密封性能。该封隔器具有液压坐封、液压上提解封、自锁锚定、卡簧步进锁定等特点。楔入式封隔器于2005年在吉林油田现场试验4口井,施工成功率100%,表明该封隔器是一种封堵有效期长、现场操作性能可靠的井下封堵工具。     

Y441E-114双向锚定封隔器的现场应用

现有的Y441-114封隔器坐封时,坐封与锚定一般通过液压实现,并通过锁紧机构锁紧,防止胶筒回弹,防止锚定机构椎体回退。解封时,有采用上提管柱,有采用先下压再上提管柱等方法实现封隔器解封与解除锚定。这些封隔器在设计思想上解封与解除锚定是没有问题的,但是由于井下情况十分复杂,受结垢、结盐、腐蚀、沉砂等原因的影响,坐封活塞机构可能无法回位,造成胶筒无法回弹,卡瓦锥体无法回位,最终封隔器难以安全 起出。针对上述可能存在的共性问题,优化设计了Y441E-114封隔器。文章述了现有的Y441-114封隔器的结构特点及现场应用可能存在的问题;详细阐明了Y441E-114封隔器的结构设计、工作原理、特点。还可与多种封隔器相组配,组成多种工艺管柱。从现场12口井的应用情况看,工艺成功率100％,取得了较好的应用效果。
     

深井多级分注工艺管柱研制及应用

针对常规多级分注管柱在深井中应用时存在管柱蠕动、封隔器解封起钻拉力大、作业风险高以及洗井困难等问题,研制了深井多级分注工艺管柱。这种管柱主要由非金属水力锚、Y344低解封力封隔器、桥式偏心配水器、预置工作筒和球座及眼管总成等组成,具有防蠕动、解封洗井和可重复坐封等优点。管柱于2011年在长庆油田现场应用5口井,最大井深2 975 m,最大分注级数4级,封隔器验封合格率100%,解封洗井作业顺利,可重复液压坐封,施工成功率100%,为深井多级分注提供了有效的工艺技术手段。     

Y411—115型可取式双卡瓦封隔器

针对封隔器承压能力与解封力之间的矛盾而研制的Ｙ４１１—１１５型可取式双卡瓦封隔器,主要由坐封、解封和密封三大机构组成,靠机械坐封和解封,并设有液体平衡通道、应急释放装置及独特的自锁机构,使得封隔器解封力与承压能力无关,具有防中途坐封、解封可靠、可重复坐封和解封、承受上下压差能力高和操作简单等特点。这种封隔器应用于气举完井、负压射孔、机械卡堵水和分（选）层酸化等工艺管柱中,可避免油管产生螺旋弯曲,提高气举投捞作业的成功率和气举效率,并可减缓抽油杆与油管偏磨,还可降低作业难度和作业成本,提高起下管柱成功率和管柱寿命。     

油井堵水工艺管柱的研制

采用常规Y221型封隔器封堵高含水层和套管漏失段,易出现油管与抽油杆偏磨加剧、缩短检泵周期、封隔器内通径过小不能满足现场需要、封隔器受压差影响解封困难等问题。研制了油井堵水新工艺管柱,主要由Y221型大通径堵水封隔器和能传递转矩的油管补偿器等组成,封隔器可分别在抽油泵下部和上部配套使用,油管补偿器可避免油管弯曲造成的管杆偏磨加剧和缩短检泵周期的问题。现场应用表明:该工艺管柱能够延长堵水有效期,对于油田高含水开发后期的长效开发具有重大的现实意义。     

有杆泵井管杆偏磨原因分析及技术对策

通过对胜坨油田 85口抽油井管杆偏磨现状调查 ,发现严重偏磨井数占 50 6% ,偏磨多发生在泵上 40 0m以内 ,抽油杆接箍比本体磨损严重。造成管杆偏磨的因素主要有井身结构、封隔器坐封、杆柱受交变载荷以及产出液腐蚀等。为此 ,提出了防止或减轻偏磨的技术对策 :(1 )改进抽油杆扶正器的结构和材质 ;(2 )采用坐封吨位控制器和低载荷封隔器 ;(3)配置加重杆和油管、抽油杆旋转装置 ;(4)采用长冲程、低冲次的抽油机生产参数及加强现场监控     

定向井有杆抽油系统抽汲参数的优化设计和仿真模型

综合分析了复杂结构定向井井眼轨迹、杆管间摩擦力、抽油机悬点运动规律、抽油泵气体影响或供液不足的井下实际边界条件对抽油杆柱轴向振动的影响,建立了定向井抽油杆柱轴向振动仿真模型,利用该模型实现了悬点与泵示功图的自动快速仿真。根据仿真示功图,建立了定向井有杆抽油系统效率的仿真模型。系统分析了定向井井眼轨道对杆管摩擦力、摩擦功率及系统效率的影响。综合考虑油井产能协调、油井配产、抽油机承载能力、抽油杆柱强度与电动机功率利用率等约束条件,以系统效率最高为目标函数,提出了定向井抽汲参数优化设计的计算机仿真方法,开发了定向井有杆抽油系统抽汲参数优化设计的计算机软件。现场试验结果表明,该软件系统具有较高的仿真精度。     

抽油机井提拉式细分层找水堵水技术

在抽油机井提拉式细分层找、堵水技术已有的找水和堵水方法的基础上,研究出了一种新的找水、堵水技术,它采用Y445型丢手封隔器、Y341型自验封封隔器、弹簧压缩式找水开关等工具组成井下丢手管柱,封隔井下油水层位;抽油杆与控制器组成的控制杆柱下入到丢手管柱内,控制杆柱上部与杆式泵的进油孔相连。通过上提、下放抽油杆可以改变找水开关的工作状态,实现找水与堵水管柱的一次完成。     

加装减载器的有杆抽油系统数值分析及应用

减载器可通过液压反馈力降低抽油机驴头悬点载荷和抽油杆应力,介绍了加装减载器的有杆抽油系统井下管柱结构。根据系统运动规律和杆柱受力情况,采用有限元法,对系统运动过程进行模拟,精确描述了整个抽油系统的动态特性,模拟结果与实际工况吻合。数值分析技术可使杆柱组合设计更合理,实现了降低悬点载荷、节约生产成本的目标。     

装有扶正器的斜直井抽油杆柱摩阻力的理论研究

从斜直井的特点出发,推导出装有扶正器的抽油杆柱所受液体粘滞阻力及与油管摩擦力的计算公式。计算实例表明,抽油杆柱与油管的摩擦力是杆柱自重的5.01％;所受液体粘滞阻力相当于稠油竖直井的阻力。指明斜直井用抽油机除采用长冲程、低冲次外,还应具有下冲程比上冲程慢的特点。     

杆式抽油井油管受力和振动分析

通过分析杆式抽油井油管的受力，认为下冲程时液柱对油管下端的作用力不仅包括油管和抽油杆之间环形空间内的液体重量，还包括抽油杆所占空间的液体重量，且抽油杆相对于液柱向下运动的摩擦力也将通过液柱作用在油管下端。在杆式抽油井抽油过程中，动载荷是引起油管自由振动的原因。用振动方程求出的大庆采油六厂喇－2111井的油管自由振动频率与实际测得的自由振动频率相吻合。     

水驱抽油机井杆管偏磨原因的力学分析

建立了铅垂油井杆管偏磨临界轴向压力的计算公式.杆管偏磨的临界轴向压力只取决于抽油杆直径与轴向分布力;应用波动方程建立了抽油杆柱轴向分布力的模拟方法;建立了供液不足油井液击力的计算公式,改进了柱塞下行阻力的计算方法.系统分析了油井生产条件与生产参数对杆管偏磨的临界轴向压力与柱塞下行阻力的影响.分析结果表明:(1)含水与沉没度对杆管偏磨有显著影响,高含水油井在低沉没度下运行会明显降低杆管偏磨的临界轴向压力;(2)当油井供液不足时,柱塞下冲程时泵内将产生液击,并加大柱塞下行阻力;(3)抽汲参数增加不仅导致抽油杆柱振动加剧,降低了杆管偏磨的临界轴向压力,而且也加大了柱塞下行阻力.当抽油杆柱在上述一个或几个条件共同作用下达到偏磨临界条件时,杆管将产生偏磨.