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。

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。

为解决常规液压尾管悬挂器高温高压环境下易出现密封失效和耐压能力不足等问题,文章开展了顶部驱动的液压尾管悬挂器及其关键技术研究。通过将液压驱动机构转移至送入工具,改变了尾管悬挂器坐挂方式,并优化设计了悬挂机构和高承载卡簧等关键机构,研制了Ф244.5 mm×Ф177.8 mm顶部驱动的液压尾管悬挂器,该悬挂器承载能力达到1 800 kN,套管内表面腐蚀状态对其坐挂性能影响较小,适用的上层套管壁厚为10.03~11.99 mm;液压驱动机构可在固井结束后随送入工具回收,整体密封能力达到70 MPa。目前,在四川和陕西地区现场试验应用4口井,均成功实现尾管悬挂坐挂,最大应用井深3 500 m,尾管最长1 546 m。经现场试验验证顶部驱动的液压尾管悬挂器性能可靠性,消除了常规工具潜在的风险点,为尾管悬挂器耐温耐压能力提升提供了一个新的方案。

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。

多年以前在美国看见一种简便快捷的自装卸卡车，在钻机搬安中起到强大作用，对页岩气钻井的模块化钻机的低成本、快捷搬运尤为实用。其示意图如图1。在普通卡车或平板车上装有一部液压驱动绞车及钢缆，作为货物装卸的牵引动力，尾部装有一只滚筒，以便装卸撬装设备时，减少摩擦、保护车体（见图2）。整个装卸过程不需吊车，安全快捷（见图3）。