为了解决当前常规随钻扩眼器在实际应用中的问题,设计了一种基于射频识别控制技术的随钻扩眼器,实现了控制命令的井下无线传输和接收,并通过液压执行机构控制扩眼刀翼动作,实现井下扩眼操作。工具设计过程中,在射频识别天线外部安装铁氧体屏蔽环,解决了井下金属涡流对天线磁场强度的削弱问题,保证了井下射频识别通讯系统对控制命令的可靠接收;通过理论计算和仿真分析确定了液压执行系统最大承压能力,为电磁阀优选和液压回路承压设计提供了理论依据,保证扩眼刀翼的可靠锁止。设计的RFID随钻扩眼器成功进行了4口井的现场扩眼作业,验证了工具的工作可靠性和稳定性。

随着非常规油气开发和常规油气改造规模的不断扩大,对压裂装备性能指标提出了更高的要求。从几种压裂设备的市场应用情况出发,分别介绍了柴油驱动、电驱、液压驱动、双燃料和涡轮式压裂装备的技术特性和市场应用现状,对比分析了目前大功率2500型压裂车与其他几种大功率压裂驱动装备的性能优劣特点,从压裂设备整机形式、结构分析和控制系统三个方面对目前压裂设备提出了优化改进措施,最后从压裂设备的发展方向提出几点建议,为压裂装备研制提供参考。

埕岛油田进入高含水开发后期,油藏非均质性突出、极易出砂,常规分层防砂分层注水工艺在实施过程中大斜度井和井筒存在异物,导致悬挂封隔器无法正常丢手。针对上述不足,研制了液压式大通径丢手封隔器,该封隔器的丢手连接体和丢手连接套分开设计,降低丢手压力,提升工具可靠性;地面液压打压,适应大斜度井和水平井;丢手后保留大通径,便于后期作业施工。室内试验表明,液压式大通径丢手封隔器丢手可靠、性能稳定;对封隔器的中心管和坐封活塞进行的仿真计算表明,二者均满足设计要求。液压式大通径丢手封隔器在现场应用中,大幅降低施工周期、工作稳定可靠,应用效果良好。

为解决连续油管打捞,钻塞解卡作业过程中常规震击器震击频率低,解卡成功率低,施工周期长的问题,文章研制了一种新型连续油管解卡高频双向震击器,该工具内部无高精度的液压延时机构,以液压为动力源,采用液压力与弹簧力协同作用的方式,达到连续震击的目的,切换工具提拉或下压状态即可快速转换震击模式。文章重点详述了高频双向震击器的主要结构、工作原理、主要技术性能参数和性能特点,对物理样机进行了双向震击模式的性能评价试验,并在大港油田进行了多口井的现场应用。结果表明,研制的高频双向震击器震击频率高,提高了解卡成功率,有效缩短施工周期提高了施工效率,降低了施工成本,具有较广泛的应用前景。

随着修井作业朝着自动化方向发展,国内外均致力于研究自动化修井作业设备。文章结合自动化修井机特点,设计出一种伸缩式自动化井口上卸扣装置,分析了自动液压钳、扶正对中装置等主要结构,系统阐述了该装置的工作原理,计算得出液压钳钳牙与油管之间的防打滑条件,对背钳夹紧液压缸进行选型计算,设计出合适的自动液压钳以及整个装置的液压回路,保证该装置在工作时的安全性与稳定性。现场试验结果表明,伸缩式自动化井口上卸扣装置能够实现精准对中,快速平稳完成上卸扣作业,大大减轻了工人的工作强度,节省井口操作平台空间,提升工作效率,并提高了工人的安全性。

为确保有效的分层注水,建立密封筒受损当量直径、漏失量和压力之间的函数关系对于密封筒分层验封,二者具有很好的相似性。文章采用物理模拟和数值模拟相结合的方法,研究了缝隙流动流量、压降和当量直径之间的关系建立了受损状态与漏失量之间函数模型。研究结果表明,函数模型分析结果与试验数据比对,误差小于10%,验证了该模型的可靠性;密封筒缝隙入口到上出口压降随分流比的增大而增大,随入口流量的增大而增大;当入口流量一定时,缝隙当量直径越大,流体在流动过程中的压降损失越小。该研究成果可为密封筒受损预测提供一种方法,为优选密封工具、实现分层开采提供理论指导。

压控式井下工具空气室的密封元件不仅受到天然气、二氧化碳、酸碱井液等介质的侵蚀,还要承受井下温度和压力变化带来的影响。在川渝地区天然气井的试油完井中,压控式井下工具多次出现因“气体快速减压(RGD)”效应影响而造成密封元件的密封性能降低,高压天然气渗入空气室形成了圈闭压力,致使工具不能正常工作的情况。为了降低RGD效应对试油完井井下工具密封性的影响,以可控封堵阀为例,开展了在井下工况条件下空气室渗入高压天然气的模拟实验,验证特定的井况条件下会产生RGD效应,使橡胶密封元件的密封性能降低;同时通过模拟实验对比,优选了能耐RGD效应的“O”型密封圈,该密封圈在现场应用了4口井,均未出现空气室渗入天然气的现象。天然气的快速泄压对井下工具密封性的影响可以通过控制压降速率、减少开井关井次数和使用耐RGD效应的“...

由于角二段储层具有提液增油的潜力,南海西部油田决定对涠洲11-1油田A8S2井进行换大泵作业。但该油田属于无修井机海上平台,传统钻井船修井模式具有“两高、一慢、一难”等特点。针对如何解决无修井机平台以较低经济成本快速完成修井作业的问题,提出了液压举升装置修井新模式。通过对225K液压举升装置的可行性评估,主要包括风载计算、绷绳锚点布局、隔水导管腐蚀检测、隔水导管和防喷器组承载力校核等,论证了在作业工况下其整体强度满足现场安全要求。A8S2井先导性试验结果表明,除去天气和铳孔作业的影响,作业时效将会比计划提前2.37d,与钻井船修井模式相比节省费用682.21万元,累计增油预计达到0.98×10^(4)m^(3)。研究认为,通过液压举升装置修井新模式能够以低成本迅速解决油水井动管柱作业,为同类无修井机海上平台及时恢复故障井生产、降...

针对油气开采过程中缺乏实时测控和多层分采技术手段的问题,开展了液控型智能完井技术和装备的研究。液控型智能完井系统采用了远程液压控制的方式,实现了井下多层分采与单层段的多级流量调控,并结合井下动态监测技术,达到了多层段油井的分层实时测控的目的。井下液控滑阀是实施井下流动控制的关键装备,能够实现6级流量调节。地面液压控制站对井下液控滑阀进行远程液压控制,可以输出高压小流量的液体。光纤温度压力传感器及分布式光缆可以实时监测井下温度、压力和井筒温度剖面。现场实验结果表明,针对多层段油井,液控型智能完井系统准确实现了不动管柱情况下的分层开采与合采,获取的各项实时监测数据为判断井下工况和优化生产提供了可靠的数据支撑,满足了井下实时测控和多层分采的技术需求。

三级注脂电缆动密封是带压作业的关键技术,对三级注脂电缆动密封技术进行分析研究,为现场应用提供科学指导和建议。根据宾汉流体圆管层流及偏心圆环层流理论,建立了三种三级注脂电缆动密封系统注脂压力及排量关系式,优选了三级注脂电缆动密封系统,给出了注脂压力及排量计算方法,并进行了现场应用。实践表明,优选的三级注脂系统密封脂消耗最少,文章所述方法的计算结果可指导现场快速设定各级注脂压力,考虑起下电缆和电缆粗细不均的影响,注脂压力实际设置值较理论计算值提高2%~10%,能实现电缆可靠动密封。