连续管技术与装备在深层页岩气开发中的浅析

为了促进深层页岩气连续管技术进步,提高连续管装备在深层页岩气井的作业能力和安全水平,总结深层页岩气连续管作业技术与装备发展现状,调研深层页岩气连续管作业技术与装备面临的挑战;分析深层页岩气连续管作业技术与装备的发展需求,总结深层页岩气连续管作业技术与装备研究难点。基于此,提出了深层页岩气连续管作业技术与装备发展方向和研究建议,即配备大管径、超长下深能力连续管作业装备,推进延长下深技术发展,持续提升作业安全性,加强数字化连油建设及发挥辅助配套的作用等。同时提出了大管径、超长下深能力连续管作业装备的结构形式和现场作业流程,大管径、大容量滚筒的结构和作业模式,延长下深新作法、提升连续管作业安全性的具体措施和辅助配套的用法和配套要求,对深层页岩气连续管作业具有很强的指导意义。未来连续管应用需适应深层超深层、超长水平段、套管变形井等复杂井作业需求,是深层页岩气连续管作业技术与装备发展及现场应用的主要方向。

低碳微合金钢抗CO2／H2S腐蚀性能研究

针对用于可膨胀套管的低碳微合金钢CO2/H2S腐蚀问题,采用电极化实验、失重法及SEM等方法和手段对低碳微合金钢分别在单一H2S(pH=2.9)、CO2/H2S流量比为1∶1(pH=2.9)、CO2/H2S流量比为1∶1(pH=5.3)条件下的腐蚀行为和规律进行研究。结果表明:低碳微合金钢在单一H2S条件下,生成了铁的硫化物,使腐蚀速率高;在有CO2存在的情况下,由于CO2吸附在钢材表面,形成致密的吸附膜,提高了自腐蚀电位,减缓了CO2/H2S的腐蚀速率;由于组织不均匀及MnS的偏析,造成腐蚀后试样表面不平整,腐蚀产物膜存在微裂纹,pH值越低,腐蚀后试样表面越不平整,裂纹越明显,腐蚀越严重。

高压射孔测试管柱力学行为仿真

在高压深井中,测试管柱的损坏成为油气井测试失败的主要原因之一。管柱在下端受压会发生螺旋屈曲,受力变形比较复杂,难以应用理论公式直接进行准确的计算,无法正确反映井下复杂的实际情况。采用ABAQUS有限元分析软件建立中和点以下测试管柱三维仿真模型,综合考虑管柱轴向力、井壁摩擦力、内外压、管柱自身重力等影响因素,对其在不同危险工况下进行管柱力学行为模拟。形成了一套基于ABAQUS软件下研究测试管柱变形的分析方法,并在某地区A井的应用中取得了良好的效果。此方法能够真实地反映测试管柱的变形规律,可对深井勘探现场测试工作提供系统的技术指导。

LG90/50Q型轨道式一体化连续管作业机研制

目前,国内外丛式平台井、大斜度长水平井数占比逐步攀升,大部分油气田已步入生产开发中后期,采油、修井作业任务频繁,对现场作业设备的自动化、智能化程度提出了更高要求。针对现有采油、修井机以及连续管作业设备进行平台井采油、修井作业时存在频繁运移、拆装调整井口设备、作业劳动强度大等问题,研制了一种可适应采油、修井及其它常规作业工艺的轨道式一体化连续管作业机。该作业机采用双轨道撬装形式,可实现井口设备快速运移、拆装及高度和水平方位调整,连续管装备与井口支架可同时实现修井及采油作业配套设备快速转换等。应用结果表明:轨道式一体化连续管作业机整体操控运行灵敏且满足作业要求,配套设备拆装自动化程度高,修井采油作业工艺设备实现快速转换,减轻了现场人员劳动强度。

连续管测控系统配套信号传输装置研究

作为油田开发、油气储层改造的重要技术,连续管测井、射孔和压裂酸化等工艺作业需求激增,且必须通过井下数据采集传输及控制信号完成井下测试及控制作业,但目前国内外主要采用的特制电缆连续管滚筒装置及测井滚筒作业机,存在功能单一、成本高且结构复杂和通用差等问题。因此,基于常规连续管作业机结构特点、通过对现有连续管测试及控制数据信号传输系统分析,完成多适应性连续管测控系统配套信号传输装置研究设计,研究并设计一类通用性强且传输高效的多适应性连续管信号测试、采集传输及反馈控制系统配套信号传输装置,省去传统设备定制化加工制造及作业工艺适应性单一导致的高成本、繁杂结构导致的作业及检修操作的高劳动强度,对于实现连续管作业机智能测控一体化多功能转型升级意义重大,同时对于未来油田开发的数字化网络实时监测系统创新极为重要。

三高气井测试管柱力学行为仿真

针对深井、定向井内管柱受力变形比较复杂,难以运用现有理论公式直接进行准确计算的问题,采用ANSYS有限元分析软件建立测试管柱三维仿真模型,综合考虑管柱组合、管柱载荷、井壁摩擦力、高温高压等影响因素,对其在不同危险工况下进行管柱力学行为模拟,形成了一套基于ANSYS软件下研究测试管柱变形的分析方法,并在某地区A井的应用取得了较好的效果。此方法可对三高气井勘探现场测试工作提供一定的技术指导。

新型一体化连续管作业机辅车研制及应用

为了进一步提升一体化连续管作业机的作业效率、降低作业成本,促进连续管装备配套技术发展,推进连续管装备和配套装置的集成化设计与应用,研制了新型一体化连续管作业机辅车,实现了配套泵注装置与连续管装备的集成。该辅车由II类底盘车、泵注装置、液压与控制系统、随车吊、防喷系统、发电机、长短支腿和附件等组成,配合一体化连续管作业机主车进行通井、洗井,一体化快速修井以及清蜡、解堵、冲砂、水力机械切割等作业。现场应用结果表明:该辅车与一体化连续管作业机主车配套使用,创下了单机组年作业300口井以上的国内小修作业记录,进一步提高了作业效率,不仅减少了现场泵注设备的配备,而且节约了整体作业成本,节省了井场空间,达到了降本提速增效的目的。

连续管作业机动力橇的防爆设计与应用

为满足连续管作业机在海上平台、页岩气井场和气化采煤基地等爆炸性气体环境中的安全使用要求,必须对连续管作业机动力橇进行防爆设计。根据国家和石油行业电气设备相关防爆标准和爆炸性环境用内燃机防爆标准,对动力橇用防爆柴油机系统的柴油机本体、进气系统、排气系统与安全保护系统等四大重要组成部分进行了防爆设计,并对这四大重要部分的组成、防爆机理、实施方法进行了总结,同时提出了改进措施,保障了设备和人员安全。防爆动力橇现场应用结果表明,该动力橇能满足油气井场爆炸性气体环境中连续管作业机的安全使用。研究结果可为类似柴油驱动动力设备防爆设计提供参考。

香港以特殊的地位做着特殊的贡献

香港以特殊的地位做着特殊的贡献柳庆仁由于香港所处的特殊地理环境和特殊的政治地位，成为中国民主革命的先行者孙中山革命思想的萌芽地，领导推翻清王朝的一个基地。孙中山早年在香港连读多年书的过程中，得以认识和联系国内外进步人士，直接影响其革命思想的形成；为其...

超深井连续管作业半挂车结构设计与优化

为了满足大容量连续管运输要求,适应国内道路运输条件,研制了超深井连续管作业半挂车。半挂车采用截断式大梁框架结构,确保连续管滚筒下沉安装及车架强度和刚度,解决了空间限制等问题。建立了半挂车车架的有限元模型,模拟半挂车处于静载、制动和动载条件下的受力状态,对其进行有限元分析。根据分析结果对半挂车车架进行结构优化,优化后半挂车车架质量减小约8%,承受动载荷时,其台阶处的车架刚度有所增加,车架大台阶处的应力比优化前有所改善,八面体横梁最大应力减小到200 MPa,车架大梁最大挠度由18 mm减小到15 mm。现场应用结果表明,该半挂车各项性能指标均满足超深井连续管作业机对承载能力和通过性的要求。

碳纤维连续抽油杆夹持技术

碳纤维连续抽油杆(简称碳纤维杆)具有质量轻、抗拉强度高和抗腐蚀性强等优点,用于深井、超深井和腐蚀性油井可大大降低能耗、提高采油效率,但是由于碳纤维杆的抗剪能力差、表面摩擦因数低,已有的碳纤维杆夹持系统提升力不足、伤杆断杆等问题突出,大大影响了碳纤维杆技术的推广应用。为了解决碳纤维杆的夹持难题,开展了碳纤维杆的基础性能评价、夹持摩擦副材料开发、表面结构及介质影响配套夹持系统试验等方面的研究工作。通过试验对比研究,优选了碳纤维杆的夹持摩擦副材料和夹持表面结构形式,提高了对碳纤维杆夹持的提升力和可靠性;结合碳纤维杆作业机注入头夹持系统非对称运动的特性,优化了夹持块的结构,并对夹持块切入角部位采用软合金材料,解决了碳纤维杆夹持时存在的错位夹持块弯折咬杆和注入头运转时的切入角磕碰伤杆问题。配套作业机注入头形成的碳纤维杆无损伤夹持技术,为碳纤维杆技术在油田的推广应用奠定了基础。

制氢关键技术及前景分析

针对日益严峻的全球能源危机、环境污染以及温室效应,全球能源结构正逐步经历从油气时代向低碳新能源时代的转变,其中氢能作为清洁、高效、可再生的低碳二次能源被普遍称为最理想的利用能源。介绍了各类制氢关键技术的工艺方法、原理,对比分析了其各自工艺特点与工业应用,最后归纳分析各类制氢技术的应用前景及其未来发展方向。

制氢与CCUS关键技术耦合研究进展及展望

系统介绍了氢能开发领域中各类制氢关键技术的工艺原理、应用现状,包括化石能源制氢、工业副产气制氢、化工原料高温裂解制氢、电解水制氢以及其他制氢技术,对比分析了各类氢能制备技术的优势与现存不足。详细展示了碳捕获、利用与封存(CCUS)技术的工艺原理、适用场合以及研究现状。最后,综合分析了耦合CCUS技术的低碳制氢关键技术研究进展,并为实现我国“双碳”目标、推动氢能源低碳可持续发展进行了展望。

评价ANSYS分析方法求解楔类接触问题的效果

采用什么样的数值分析方法才能高效、高精度和高可靠性地求解楔类接触是工程界非常关注的问题.剖析了ANSYS有限元中点面接触和面面接触算法的基本设置及注意事项.运用这两种算法求解了平面刚性和弹性楔类接触问题.然后与理论解进行对比分析,指出了这两种算法求解楔类接触问题的精度、可靠性、效率及适用范围.研究结果表明:点面接触算法的求解精度和可靠性比面面接触算法高,点面接触算法在应力集中的区域能得到较精确的结果;但是,点面接触算法的求解效率比面面接触算法低.虽然上述讨论基于平面问题,实际上这两种算法也可以应用于求解三维楔类接触、塑性和超弹性材料的楔类接触等问题.

拖装式连续管作业机研制及工业化拓展应用

连续管技术是以一根能盘卷的数千米连续钢制管沟通地面与井底,实现高效、安全、便捷、环保地修复井筒和改造储层任务的技术。为此中国石油在国家863计划支持后继续设立集团科技重大专项,以“科技攻关-现场试验-专项推广”的一条龙思路,重点推进该技术的攻关与应用。中石油江汉机械研究所有限公司于2009年完成大管径滚筒。