简易自封封井器的研制与应用

常规的井口自封封井器外形尺寸大 ,不便于吊卡抬放、吊环摘挂及油管钳的安全操作 ,另外 ,对于井口大四通上法兰钢圈槽严重腐蚀、变形的油井 ,使用常规自封封井器时法兰密封面常有刺漏。为此 ,笔者研制了一种简易自封封井器。1 结构简易自封封井器结构如图 1所示。图 1　简易自封封井器1—压紧法兰 ;2—胶心 ;3—螺栓 ;4—螺母压紧法兰与井口大四通相连 ,向下压紧胶心。螺栓及螺母共 6套 ,螺栓顶面与法兰面平齐 ,不影响井口作业。胶心采用邵氏硬度为 73～ 75的耐磨、耐油橡胶压制成形 ,外锥面与ＣＹＢ2 5 0井口大四通锥孔相配。起下油管时 ,…     

直接悬挂油管的YL65—105高压压裂井口装置

常规生产井口承压能力低,不能满足压裂酸化的要求,为此,开发了一种直接悬挂油管的高压压裂井口。该井口的特点在于压裂管柱通过油管短节直接悬挂于压裂井口的大小头,压裂管汇出口与管汇短节相连,入井的高压压裂液经管汇短节、平板阀、小四通、大小头、压装管柱导入地层。YL65—105高压压裂井口目前在辽河油田累计施工百余井次,最高施工压力90MPa,使用表明这种井口装置安装操作方便,密封可靠,深受施工单位好评。     

氮气钻井多功能四通防冲蚀结构改进

针对氮气钻井中高速携岩气固两相流对井口多功能四通旁通流域造成的严重冲蚀破坏,运用Fluent软件模拟四通流体域在测试、放喷工况下(携带岩屑气固两相流)的冲蚀情况。基于仿真分析结果,对氮气钻井井口装置中损伤最为严重的四通旁通管路进行防冲蚀结构改进。改进后的防冲蚀结构在旁通管路增加了法兰短节和内嵌的硬质合金套,并在四通旁通入口段采用堆焊625镍基合金替代了原来Ni45合金材料,有效地保护四通的旁通段。基于仿真结果中气体速度和湍流动能分布规律优选出法兰短节长度为600 mm,避免了下游平板阀因靠近四通旁通段流域的易冲蚀区域而造成的冲蚀破坏,提高了井口装置的整体安全性,延长了其使用寿命。     

氮气钻井多功能四通防冲蚀结构改进

针对氮气钻井中高速携岩气固两相流对井口多功能四通旁通流域造成的严重冲蚀破坏,运用Fluent软件模拟四通流体域在测试、放喷工况下(携带岩屑气固两相流)的冲蚀情况。基于仿真分析结果,对氮气钻井井口装置中损伤最为严重的四通旁通管路进行防冲蚀结构改进。改进后的防冲蚀结构在旁通管路增加了法兰短节和内嵌的硬质合金套,并在四通旁通入口段采用堆焊625镍基合金替代了原来Ni45合金材料,有效地保护四通的旁通段。基于仿真结果中气体速度和湍流动能分布规律优选出法兰短节长度为600 mm,避免了下游平板阀因靠近四通旁通段流域的易冲蚀区域而造成的冲蚀破坏,提高了井口装置的整体安全性,延长了其使用寿命。     

电缆密封装置的研制与应用

在重大实验项目或重点项目中,对井下的数据分析是必不可少的一个环节,同时对实验的指导意义也极为重要。因此,在开展试验井井下放置常置式温度、压力测试技术,而井口电缆密封装置则是实现电缆安全、可靠穿出井口必须关键设备。目前电缆穿越井口有从井口大四通油管挂上部和油管挂下部(大四通侧面)两种方法,通常铠装电缆采用从油管挂下部和套管相连的四通一翼把电缆穿出,不需要对井口大四通和油管挂结构进行任何修改,在常规气井中应用较为广泛。针对这一需求研制了火驱注气井口电缆密封装置。     

KY65-14/Ⅳ型偏心解卡采油井口装置

KY65-14/Ⅳ型偏心解卡采油井口装置是针对传统的井口装置轴承易腐蚀、寿命短,电缆缠卡不易解卡,以及油管螺纹经常断裂等问题而改进设计的。这种井口装置由套管法兰、套管大四通、井口阀、油管挂、油管挂体及相关附件组成。装置的关键技术是油管挂旋转时,通过两组偏心距的组合,来实现油、套管间的间隙变化,保证油管挂在360°范围内转动而井下油管接箍不与套管发生干涉,使测试仪器顺利通过。3口井的工业试验证明装置的各项性能指标己达到设计要求,装置已在大庆油田第五采油厂300多口新井推广应用。     

同井抽注采油树配套技术研究

为了满足不同增产工艺要求, 解决“同井抽注”工艺难点，根据中海油渤海自营油田采油树结构及技术特点对其进行了改进，在油管挂和上法兰处按照合理的布局钻孔，分别利用油管挂矩形密封与电缆橡胶护套配合密封、配套的三铁四胶的胶块膨胀密封电缆，开辟了电缆穿越通道。使用一种由普通电缆穿越器改造后的双联式电缆穿越器，耐压等级达到20 MPa，价格只是整体固化的1/4。对同井抽注工艺，将采油树由单管采油管柱改造为同井双管柱，在原井油管四通的基础上增加1个新油管四通，通过上下2个四通内的油管挂来坐挂双管柱；对同井注气采油采用下面挂114 mmEU油管，上面挂73 mm NEW VAM油管的管柱组合，解决双管柱在采油四通的布置、悬挂问题。改进方案在现场使用过程中获得了良好的效果。     

气井井口电缆穿越装置研制与应用

在气井中开展永置式井下压力温度监测技术,井口电缆穿越装置是实现电缆安全、可靠穿出井口的关键设备。目前电缆穿越井口有从油管挂上部和下部两种方法,通常铠装电缆采用从油管挂下部和套管相连的四通一翼把电缆穿出,不需要对井口和油管挂进行任何修改,在常规气井中应用较为广泛。针对这一需求研制的气井井口电缆穿越装置,内部采用陶瓷插接,操作简便,密封性能可靠,绝缘性能良好,实现井口电缆安全、可靠的穿越。

     

带压投送井口保护装置的研制及应用

为解决350采油树承压与酸化施工限压之间的矛盾,将油管封隔器在带压状态下投送至油管内部预定位置并坐封,实现油管内部封堵,隔离油管内部压力通道,从而保护井口装置,进行正常的酸化作业,因此研制了一种新型带压投送井口保护装置。介绍了带压投送井口保护装置的主要结构、工作原理、主要技术性能参数以及性能特点,进一步完善了注水井不动管柱酸化施工工艺,并在大港油田板X井进行了现场应用。现场应用结果表明,带压投送井口保护装置成功完成了注水井不动管柱酸化施工,创大港油田350型采油树不动管柱酸化施工最大压力记录,具有较广泛的应用前景。     

井口双法兰JS—A型短节的设计

井口双法兰JS—A型短节,可减少试压工作中的劳动强度,把两次拆装减少为一次井口装置拆装,并可多次使用。文中介绍了加工方法和使用注意事项。     

不压井换阀采气井口的开发与应用

针对苏里格气田开发特点,从降低成本考虑,开发应用了一种可直接用于压裂的不压井换阀采气井口。该采气井口将常规的11阀简化为6阀,在油管头四通两侧旁通及油管悬挂器上加工有内置背压阀螺纹,当采气井口主控阀门漏气需要更换时,通过专用工具将背压阀送入背压阀螺纹,从而实现封堵进行不压井换阀施工作业。另外,还配套开发应用了液压式堵塞器换阀方法,该方法可用于任何类型的采气井口带压换阀作业。不压井换阀采气井口目前已在苏里格气田大规模推广使用,2种带压换阀方法解决了采气井口更换阀门问题,经济效益和社会效益十分显著。     

电潜泵采油井口电缆穿越器的研究与开发

井口电缆穿越器是电潜泵采油井口上用于贯穿油管挂和上法兰,并连接电潜泵和井上电源的一种装置。新研制的井口电缆穿越器在其本体与井上、井下电缆抽头连接处设计延伸型密封环,建立了可靠密封;在接头耦合处采用接触应力锥面密封结构;选用新型电缆解决了高压、强电流和电缆间间距小等难题,并设计了穿越棒,使穿越器具有安装迅速、安全性好、密封性高、性能稳定可靠以及操作方便等特点。该电缆穿越器已成功应用于电潜泵采油井口,具有广阔的应用前景。     

超深水平井尾管悬挂器下部环空压力预测及其应用

超深水平井多封隔器分段改造作业过程中,井筒温度下降造成尾管悬挂封隔器下部环空压力下降,易造成尾管悬挂封隔器、下部分段改造封隔器和油管柱失效。针对典型分段改造水平井井身结构,开展分段改造过程中尾管悬挂封隔器下部环空压力变化的影响因素和潜在后果分析,综合考虑油管柱鼓胀效应引起的环空体积变化、井筒压力温度变化引起的环空流体体积变化和井筒温度变化引起的油管柱体积变化对尾管悬挂封隔器下部环空压力的影响,建立了尾管悬挂封隔器下部环空压力变化预测模型。以塔里木油田一口超深水平井为例,开展了分段改造过程中尾管悬挂封隔器下部环空压力预测,并在此基础上开展了封隔器和改造管柱力学分析。分析结果表明:超深水平井分段改造过程中,由于井筒温度场急剧下降,尾管悬挂封隔器下部环空压力相对坐封工况将发生大幅下降,从而给改造管柱和封隔器带来非常大的失效风险,超深水平井分段改造管柱设计过程中必须充分考虑该因素。     

连续油管酸洗在WAA-1井应用效果评价

针对南海西部油田WAA-1井的实际生产情况，在堵塞机理分析基础上提出了适合该井解堵的连续油管酸洗措施，对连续油管酸洗作业实施背景、方案设计、施工过程及效果进行了阐述。通过对水平井段采取连续油管拖动以及控制连续油管的上提速度和注入排量来实现水平井段均匀布酸；冲洗头通过脉冲震荡,在管柱内产生压力激动作用于筛管，达到深度清洗、解除污染的目的。     

速度管柱在长北山2气田的应用及效果分析

长北气田山2气藏属于弹性驱动的岩性气藏,地层含水,无外来能量补给,随着开采时间的延长,地层压力和产量逐渐下降,部分井出现积液,需要提前采取方法排液,避免气井水淹。因研究区结垢、腐蚀和偏磨较轻,选择了安装速度管柱进行排水实验。本文运用了气体携液临界流速结合产量和压力曲线判断气井是否积液和评价速度管柱排液采气措施的效果．利用不同油管尺寸下的产量与井口压力关系模拟曲线、模拟采收率数据结合井身结构和油管串结构优选出了合理尺寸的速度管柱,用速度管柱重力悬空时最大载荷80％的安全系数来设计其下入极限深度,用一体式封隔悬挂器把速度管柱悬挂在油管内壁。由于速度管柱尺寸、下入深度和悬挂位置及悬挂器选择合理,排水效果明显,证明速度管柱是长北气田山2气藏排水的理想工艺之一。     

热采井口装置全尺寸热-流-固强度计算及安全评定

采用数值模拟的方法,对KR14-337型热采井口装置进行全尺寸热-流-固强度计算,分析其流场、温度场以及应力场。基于弹性分析评价准则,对其主要的承压部件(上法兰、阀体、油管头四通、小四通、螺栓)进行了安全评定。结果表明:该热采井口装置中压力波动并不大,可以看作为均匀内压。阀体和小四通位置存在较大的温度梯度,强度校核时必须考虑不均匀温度场所产生的热应力。主要承压部件中,上法兰和螺栓处的安全裕量较小,在以后的在役检测评价过程中应给予特别关注,以保证设备长周期安全稳定运行。     

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针对磨溪气田水平井段长度大、有效储层分散及非均质的特点，提出了水平井连续油管拖动解堵及大型空井酸化工艺技术，即先将连续油管下到水平段末端，根据水平井段储层分布规律，在连续油管注酸的同时按设计的速度提升连续油管，直到酸液覆盖整个水平储层段。采用这种方法，可以让每个射孔段都能接触到地面原始浓度的鲜酸，解决了由于水平井段长，部分射孔段难以接触到鲜酸的难题。此外，还可以将水平井段中的压井液替出井底和进行酸后液氮排液，提高了残酸的返排效率，减少了增产作业中的二次损害。大型空井酸化对连续油管酸化后的井进行彻底解堵和改造。该工艺技术在M75—H、M38H及M50井实施了水平井连续油管酸化工艺试验。3口先导试验水平井累计增加井口产能37.86×104m3/d，是该地区同类直井平均产量的4～7倍，获得了显著的增产效果和经济效益。     

哈得油田薄砂层油藏酸化增注效果

为解决哈得油田薄砂层油藏1井区水井欠注的问题,对薄砂层油藏水井酸化增注的可行性进行了评估。通过分析该区3口水井的施工曲线、水驱特征曲线、试井解释,以及酸化前后注水量和油压的对比,酸化效果明显。酸化后提高了地层吸水能力,减缓了地层压力下降速度,水驱效果得到明显改善,有利于提高薄砂层油藏的最终采收率。     

水下油管悬挂器锁紧结构有限元强度分析

水下油管悬挂器是水下采油树上的关键部件之一,由于其工作时与油气介质接触,且承受井内高压和油管串重力,需保证其与水下采油树可靠锁定。以水下油管悬挂器锁紧结构为基础,建立有限元模型,设置了载荷与边界条件、接触对和单元类型,并赋予材料属性。采用Explicit显式求解方法,完成油管悬挂器锁紧过程的模拟计算,得到各零件的最大应力值。根据API 6A标准对锁紧结构的强度和可靠性进行评估,为水下油管悬挂器的设计开发和试验、应用提供技术支撑。