水平井解卡打捞工艺技术研究

针对冀东油田水平井的特点,分析了水平井打捞管柱受力情况和打捞工具的选择原则,研究了水平井专用配套解卡打捞工具,并对捞矛、井下液压增力器、检测工具和磨套铣工具进行了改进,实现了水平段打捞工具正常工作(打捞、可退)和解卡力的有效传递。总结出水平井打捞必须遵循的原则,通过实践与探索,较好地解决了冀东油田水平井解卡打捞技术难题,现场应用取得了显著效果。     

改进井下工具 提高打捞时效

近年来尕斯油田力求完善平面注采关系,补充地层能量,提高水并的分注率,由于注水井内腐蚀结垢严重,套管损害日益严重,造成封隔器未解封而进行大修作业,为提高打捞时效,缩短作业周期,在目前的井下工具基础上进行了改进。     

新型可丢手滑块捞矛的应用

孤东油田年井下作业达到1 800井次,落物、卡钻事故经常发生,井下打捞工作量很大,年打捞工作量达200井次.普通滑块捞矛,结构简单,使用方便,打捞成功率高,深受修井技术人员的欢迎.但是当捞获的落物处于卡钻状态时,滑块捞矛无法进行脱手,往往使井下事故复杂化,给进一步处理造成困难,为此,研制了可丢手捞矛.目前现场应用46井次,成功率100%,效果良好..     

可丢手滑块捞矛的开发和应用

针对普通滑块捞矛捞获落物后易卡钻 ,解卡不成又不能做进一步处理的问题 ,研究开发了可丢手滑块捞矛。这种捞矛由打捞总成和丢手总成组成 ,打捞作业时两部分由锁爪和锁槽连接在一起 ,当捞获物卡钻又解卡不成时 ,可从油管投球 ,憋压 ,然后上提一定载荷把上接头与捞矛杆脱开 ,实现丢手。 2 6井次的现场应用表明 ,9井次遇卡 ,9井次实施丢手成功 ,丢手成功率1 0 0 % ;8井次经套铣成功解卡 ,见到良好效果     

滑块捞矛井下退出的实践与力学原理分析

以多年的滑块捞矛应用经验为基础,通过在打捞状态下对滑块、矛杆受力情况的分析,推导出了鱼腔内壁对滑块的压力与钻具对捞矛的拉力之间的函数关系式,以及倒扣或捞矛退出时,鱼腔内壁对滑块的切向摩擦力引起的扭矩与钻具对捞矛的拉力之间的函数关系式,得出通过减小捞矛拉力可以减小鱼腔内壁对滑块的压力和切向摩擦力,继而减小静摩擦扭矩,探讨了滑块捞矛井下退出的规律,为滑块捞矛的井下退出方法及操作给出了建议。     

FHD89—28(32)复合鱼顶打捞器的研制与应用

修井作业过程中,在φ140 mm套管内打捞鱼腔内有抽油光杆及抽油杆组合的φ89 mm油管落鱼,常规打捞作业十分复杂。新研制的FHD89-28(32)复合鱼顶打捞器能有效地捞获此类落鱼。该打捞器主要由活动引鞋、中心内腔捞矛及光杆卡瓦捞筒3部分组成,三级变径引鞋头、管杆同时打捞以及φ89 mm油管打捞方式是本工具的独特设计。这种打捞器具有打捞操作简便可靠、用途广泛、适用性强、打捞效果好等优点。     

Sondex水平井井下爬行器的研究与应用

为了适应国内水平井开发、利用的需要，研发具有自主知识产权的水平井井下工具，研究具有国际领先水平的Sondex水平井井下爬行器并结合国内实际情况加以改进，具有重大意义。介绍了国内在水平井测井新技术的发展和井下爬行工具开发的现状，分析了其不足之处和应用局限性。对Sondex水平井井下爬行工具的结构、工作原理、性能参数、控制系统的组成及实现以及驱动结构方式进行了分析，重点分析了井下爬行器的工作原理和牵引器的结构及相关性能参数，详细阐述了Sondex水平井井下爬行工具的特色和实际应用情况，为水平井井下爬行工具的设计和研制提供了技术支撑和一种新的思路。     

智能井下节流器控制系统设计

智能式井下节流器满足智能完井和数字化油气田技术的自动化和数字化要求,是未来井下节流器发展的趋势。针对井下智能节流工艺技术需要,采用CAN总线技术构建一套适用于井下智能节流器的控制系统。介绍了CAN总线的技术原理;详细阐述了构建基于CAN总线的伺服控制系统体系结构和控制模式、控制系统的数据逻辑结构模型以及基于分层设计法的系统软件架构模块;给出了整个控制系统的软件运行实例和操作流程。实验反馈数据表明,该控制系统能实时精确地对井下电机完成远程控制,满足智能井下节流器要求的动力控制需求。该系统设计方法对其它智能化井下工具的研发具有一定启发意义。     

开放式开窗捞筒打捞器的研制与应用

在频繁的井下作业过程中经常发现抽油泵固定阀从阀罩处脱扣或被腐蚀掉, 使得阀球、阀罩2件落物同时形成鱼顶, 现场采用一般打捞工具无法打捞, 以往大都采用大修作业, 这不仅耗时, 延误生产, 而且也增加了作业成本。为解决上述问题, 研制开发出开放式开窗捞筒打捞器。该打捞器由上接箍、窗舌、筒身、导向槽及引鞋组成。室内与35口井的现场应用表明, 该工具操作方便, 安全可靠, 能重复使用, 打捞成功率高。     

井下工具高温试验井系统

从环保和维护安全方面考虑,建立了空气加热高温试验井系统.介绍了该试验井系统的原理、结构和试验方法,并进行了加热系统计算.进行的多次高温封隔器试验为研制高温高压特殊封隔器和油田井下工具的检测提供了可靠的依据.     

钻井通用井底落物打捞器的研制

针对现有钻井井下落物打捞工具存在的缺陷和不足,研制了钻井通用井底落物打捞器。该打捞器主要由连接部分、内筒、外筒等部分组成。落物进入内筒后,内筒上部的剪切板在连接部分的作用下,剪断与外筒连接的销钉,推动内筒下行,内筒下部的收缩爪在外筒下部的斜坡台肩的作用下,迅速收缩,达到捞取井底落物的目的。现场使用表明,这种打捞器打捞成功率高,通用性好,操作简单,打捞成本低,工作安全可靠,具有较好的经济效益。     

水平井井下工具模拟试验装置的研制

根据油田对井下工具的试验检测需要,研制了水平井井下工具模拟试验装置。装置主要由模拟试验台、水压系统、液压系统和数据采集与控制系统组成。试验台可以提供300kN的载荷输出,水压系统设计指标为30MPa。液压系统采用变量泵和比例溢流阀控制压力和流量,数据采集与控制系统由工控机与PLC联合,可实现对拉力、液压力、水压力和油温的实时采集,以及对比例溢流阀的连续控制。性能试验和应用试验表明,该模拟试验装置能满足井下工具拉压力检测和水压试验的要求。     

井下封隔器及其零件工作行为仿真研究

采用有限元和计算机仿真相结合的方法,从系统的角度出发,建立了封隔器系统线性及非线性接触有限元分析模型和仿真模型。在此基础上,利用模块化编程的思想开发了封隔器工作行为仿真分析软件,利用这种软件可对不同工况下封隔器零件的工作行为进行仿真分析。以Y341—148型封隔器为例,采用分析软件对封隔器零件应力和位移等参数进行仿真分析,经验证,仿真计算的封隔器各零件应力等参数变化规律与实测结果基本相同,符合仿真计算精度要求。     

免钢丝投捞井下节流器的研制与应用

目前现场应用的活动式井下节流器在投捞过程中存在操作程序复杂、作业周期长等情况。为提高工作效率,进行了免钢丝打捞井下节流器及其配套工具的研制。该节流器采用预置工作筒式结构,投送时用井口投送捕捉器直接将节流器芯子投入井中,依靠节流器芯子自身的重力下行,最终进入工作筒并锁定在工作筒内。打捞时从井口将捞器投入井中,当打捞器与节流器芯子对接后,利用井内天然气上升气流的能量使打捞器带动节流器一起到达井口,由井口投送捕捉器捕捉,完成节流器的打捞。现场试验表明,免钢丝投捞井下节流器工作性能可靠,投送、打捞工艺简单,是一项值得推广应用的井下节流新技术。     

井下水力旋流油水分离器的研制与性能试验

井下水力旋流油水分离器是井下油水分离系统的核心部件。在借鉴传统静态水力旋流器结构形式和前期系列实验研究的基础上,给出了一种新型井下水力旋流油水分离器结构参数的确定方法;针对试制的样机,通过室内模拟试验,验证了井下水力旋流油水分离器的分离效率。试验数据表明,该分离器分离效果较好,能够满足井下油水分离的要求,为今后井下油水分离器的结构设计及进一步的系统开发提供了一定的理论依据和技术支持。     

井下工具油浸试验系统

根据油田开发需要,建成了井下工具实验室。该实验室同时通过了国家“实验室认可”和“计量认证”,其中的一套油浸试验系统属国内领先水平,它主要由油浸试验井、试验系统流程、自动化监控及配套设施四大部分组成。油浸试验井采用立式安装,模拟井下状态更加真实,可完成对101.6～177.8mm(4～7英寸)系列井下工具在温度180℃、压力120MPa条件下的高温、高压油浸性能检测,并可模拟井下两级三段管柱工作状态,实现对管柱的性能测试,为井下工具的研究和设计提供可靠的试验数据。     

井下双级串联式水力旋流器数值模拟与实验

利用Euler-Euler法与大涡模拟相结合对井下双级串联式水力旋流器的分流特性和分离特性进行研究,并与实际实验结果相对比。结果表明：入口流量由20 m³/d增加到60 m³/d时,总分流比的范围逐渐变大,且第一、二级水力旋流器的溢流口流量之比与总分流比的变化关系是函数关系;在一定范围内,底流含油质量浓度随着入口流量的增大先减小后增大,随着总分流比的增大先减小后增大;入口流量为25~50 m³/d且总分流比为0.28~0.75时,底流含油质量分数不大于200×10^-6;数值模拟预报的分流特性与实验结果一致,预报的分离特性与实验结果存在一定差异。该模拟解决了文献[23]提出的监测模型难以用于配带双级串联式水力旋流器井下油水分离系统工况诊断的问题,并给出了井下工况调节时总分流比的推荐范围,从而可以为现场应用提供一定指导。     

井下电视成像技术研究

随着测井技术的不断进步，井下电视成像测井技术也取得突飞猛进的发展。文章介绍了一种新的井下电视成像技术--基于数字视频体制的井下电视实时成像测井技术。由摄像头拍摄的井下图像经模数转换、压缩处理、由3000 m普通测井电缆传输到地面，在地面经解压、视频转换后显示或存储。该系统的数字传输采用相位连续的FSK调制，传输速率达到1MB/s，是目前最高的传输速率。地面采用软解调技术实现数据解调。     

基于Aspen Plus的甲烷化过程计算

基于Aspen plus建立甲烷化绝热反应流程模拟,利用Excel-VB实现平衡计算,过程总损失为212.37k W,三个级间冷却过程损失占比较高,分别为40.10%,10.78%,20.93%,混合过程损失为11.60%。对混合过程进行灵敏度分析,发现损失随着进料温差的减小而降低,由此提出先预热再混合的工艺流程。分析表明,改进方案更易于能量回收,且冷流体进料温度、压力相同时,更利于产生高压蒸汽。基于夹点-技术,考察了冷流体进口温度、压力对换热过程损失的影响,结果表明,提高冷流体进口温度、压力都可以减小换热过程损失。