井下工具水浸试验系统研究

针对目前井下工具水浸试验系统存在的检测难题,从基本理论出发,深入研究高压、超高压条件下介质的体积变化规律,设计了多功能、高精度、高指标和智能自动化的井下工具水浸试验系统。该系统控制界面友好,具有手动/自动和现场/远程控制功能,可根据试验工具实际需要自由设定试验参数和试验流程,自动生成报表和曲线,试验现场实现了无人值守操作,提高了试验过程中的安全性。试验结果表明,该系统升压能力达到100 MPa,控压精度达到0.35%FS,温控精度达到±1℃,为井下工具试验及设计开发同类高温高压系统奠定了理论和实践基础。     

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.     

井口传扭式钻进捞砂工艺的研究与应用

常规机械捞砂工艺是解决负压和水敏油井井筒积砂的理想方法之一,但是对于地层砂沉积时间较长、结盐或结垢的油井却由于无法捅破"硬质砂盖"而导致捞砂无进尺。鉴于此,在优化机械负压捞砂技术的基础上,研发了一种井口传扭式钻进捞砂工艺。该工艺可以传递扭矩到特殊的钻磨式捞砂锥上,通过钻压和扭矩的综合作用压迫、捣碎"硬质砂盖",再通过抽汲方式将碎砂和散砂抽进储砂管内,从而克服捞砂无进尺的无效作业弊端。现场应用结果表明,井口传扭式钻进捞砂工艺可有效捣碎表层硬质砂面,达到顺利捞砂进尺的目的。     

井下工具微机辅助设计系统

应用计算机辅助设计、高级语言、数据库技术及其相互间的接口技术和计算机图形学原理,根据采油井下工具的设计、计算及绘图的特点和要求,开发了井下工具微机辅助设计系统。着重介绍该系统的结构特点、功能及实现的方法和解决的关键技术问题。     

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。     

井下压差式常通阀

井下压差式常通阀能够克服普通球座（投球式或带球式）进液效果差、易使封隔器误坐封、易沉积赃物、易砂埋的诸多弊端,利用液体截流产生压差进行工作,可实现分采管柱液压封隔器的坐封,既能满足普通油井的生产需求,又能满足大斜度井、大位移井、水平井等特殊井的生产需求,是一种新型井下工具。     

存储式井下振动测量工具的设计与室内试验

钻井过程中,如能成功地进行井下钻具的振动测量,则有助于了解钻具的振动状态及引起钻具振动的原因,从而采取相应的措施,减小振动,以减少或避免井下钻具的过早损坏、失效。因此,研制井下振动测量工具,对钻具的防振和保护具有很重要的意义。完成了存储式井下振动测量工具的总体设计,提出了具体的电子测量系统实现方案,进行了电子元器件选型、电子电路设计和控制软件开发。介绍了存储式井下振动测量工具的机械设计思路和过程,完成了机械系统结构设计和强度校核。最后,进行了存储式井下振动测量工具样机的室内试验,应用振动分析软件回放了测量数据,试验证明,样机设计合理,具备现场试验的条件。      

井下电驱切割油管工具研究与试验

国内井下管串动力切割工具现处于研究初始阶段,为此,研发出了一种新型井下油管电动切割工具。对该型工具的结构组成及其切割作业原理进行了重点介绍,并通过地面试验验证工具的结构合理性与控制系统可靠性。研究结果表明：研发的井下电驱切割油管工具外径为54 mm,总长为4 m,适用于外径73.0和88.9 mm油管,可根据目标油管管径切割需求更换切割刀具,可按流程准确实施对各个节点动作和工具状态的实时监控和调整,并完成信息的传输与存储;地面切割试验验证了该工具切割模块结构的合理性,验证了推进机构和旋转换向机构能精确完成动力的传递和动作的执行。所得结论可为油气井带压修井作业的高效、安全实施提供技术支撑。     

井下视像检测系统井口配套工具

针对光纤传输井下视像检测系统原有井口配套工具及其配套工艺存在井口配套工具不居中、密封效果差、洗井管柱不可提放、测试距离短、操作危险系数高等问题,对现有井口配套工具的结构进行了改进,设计出新型井口配套工具,并配套了相应的测试工艺。50余井次的现场应用表明,经过改进的井口防喷装置和滑轮系统有效地解决了原有工具所遇难题,且测试时间由原来每口井平均8h减少到5h,由于测试效率提高,平均每口井可减少洗井用清洁水30m3,同时增加洗井管柱的冲洗和测试距离达8m。     

海洋深水钻井井口头系统下放工具研究

介绍了Vetco和Dril-Quip公司的几种典型水下井口头系统下放工具,即临时导向基座(TGB)下放工具、762 mm导管头下放工具以及套管挂和密封总成下放工具。对这几种下放工具的结构特点和作用过程进行分析和总结,提出了改进意见和改进方案———应采用反推的原则设计井口头系统下放工具,明确下放工具与要下放的原件之间的配合方式,确定配合方式后,对下放工具中间部件的连接方式进行设计。这对我国自主开发井口头系统下放工具具有参考价值。     

井下工具动态检测系统中的模糊控制技术

结合机械、液压、计算机测控等技术,研究和开发了井下工具动态检测技术及系统,实现了全尺寸井下工具综合参数的动态检测。针对液压系统的特点,应用模糊控制理论,研制了模糊控制算法。实际应用证明,该技术有效地避免了常规算法容易引起的液压系统控制量的振荡和过冲,提高了载荷施加的精度,解决了大载荷试验系统的可靠性。     

新型水下基盘吊装工具系统的研制

水下基盘是采用预钻井方式进行海上边际油气田开发的关键设备,由于外形尺寸和质量较大,对其吊装作业提出了挑战。针对常规基盘吊装工具系统在使用中存在的问题,集成多种吊装索具优点,研制出了一种半刚性连接新型吊装工具系统。这种新型吊装工具系统通过增加J形装置、转换吊装方式保证基盘吊装过程中的平稳性和安全性,便于调整基盘位置和方位。所研制的新型水下基盘吊装工具系统已成功应用于陆丰13-2油田开发工程,具有很好的应用前景。     

利用可捞式油管桥塞不压井更换井口闸门技术

当气井采气树井口一号闸门泄漏时,通常的处理方法是通过压井起钻更换闸门,然后重新安装采气井口。该技术需要的配套设备多,处理成本高,作业周期长,劳动强度大。2008年引进了美国威德福可捞式油管桥塞工具后,可实现不动油管管柱直接更换采气树井口一号闸门,操作简单易行,在苏X井现场试验取得了较好的效果。     

井下混砂工具地面物模试验研究

为了研究井下控砂浓度实时混砂机理,借助现场压裂设备及井下混砂工具,开展了井下混砂工具地面物模试验研究。试验方案依据井下控砂浓度工艺原理设计,按照1∶1的比例进行全真模拟,并设计、制作了可视化模拟井筒试验装置,优选了试验参数和配套设施,采用现场压裂设备完成了携砂液性能和泵注设备能力测试以及井下混砂工具性能测试试验。试验结果表明,采用常规压裂机组,使用高黏度基液携砂,可实现110%超高砂质量浓度(1 800 kg/m~3)条件下稳定泵注,井下混砂工具旋流效果明显,混砂距离在0.6 m以内。试验还发现井下混砂工具的混砂距离随着油管排量及环空排量变化而变化。该试验为混砂机理研究和现场施工方案设计提供了依据。     

第八部分压性—压扭性背景的含油气系统

纯拉张系统往往有着相对较简单的埋藏史,其间源岩经受不断增大的埋藏和热应力,从而逐渐生烃和排烃。对含油气系统如何在压性和扭张或扭压盆地中起作用的理解,提出了一个更重要得多的挑战性课题,即理解埋藏和剥露的完整旋加（有时为多旋回）。实质上,要解决这类沉积问题可以将其分为以下三个方面：即压性领域内的（1）褶皱带及（２）其前陆盆地的埋藏和剥露史;以及（３）在扭张或扭压过程中埋藏和剥露作用的转换。     

BEST井下开关井工具在渤海油田试井中的应用

BEST井下开关井工具通过钢丝作业的方式将工具串送入井下工作筒内，脱手坐封于工作筒并密封工作筒以下的测试部分，由已编程序控制流体快速关闭阀的启、闭，实现井下开关井的目的。通过现场实验证明，确实达到预期的效果，具有广阔的推广应用前景和较高的使用价值。     

微小井眼技术井下工具最新进展和思考

微小井眼钻井是一项井眼直径小于88.9mm,高效、低成本、环保的钻井新技术,该技术容易实现信息化、智能化和自动化,是最近几年国外迅速发展起来的一项钻井前沿技术。2004年以来,为推动微小井眼钻井技术的发展,美国能源部门两次投入1000多万美元,集中了如Baker Hughes、Schlumberge等世界知名石油公司和相关研究机构参与微小井眼钻井技术的研发工作。通过近三年的研究,微小井眼钻井技术及配套工具得到了很大的进展,重点介绍了微小井眼技术井下工具的最新进展,并就我国的微小井眼技术提出了思考和对策。