欠平衡钻井用高压旋转控制头的研制和应用

现国内各大油田使用的旋转控制头均是从国外引进 ,价格昂贵。国内原有的旋转控制头 (旋转防喷器 )是 6 0年代初和 80年代末设计的低压力级别产品 ,不能满足现代欠平衡钻井工艺的需要。针对这种状况 ,四川石油局钻采研究院机械设计中心研制开发了动密封压力 10 .5MPa,静密封压力 2 1MPa ,具有双胶芯密封结构的高压旋转控制头。经试验和现场使用证明 ,效果良好 ,完全能满足现代欠平衡钻井工艺的需要。

四川气田采气井口装置承载能力分析

采气井口装置由于均匀腐蚀和点蚀的作用，其承载能力会缓慢下降，采用有限元法，对承载能力进行计算和分析，得出采气井口装置所能承受的极限载荷及其承载能力随使用时间的增长而下降的规律；将计算分析结果与四川气田现场使用资料进行对比后得出了“采气井口装置能够承受压裂酸化施工中一定范围内的超负荷压力”以及“采气井口装置承载能力下降速率低于地层压力下降速率”两个重要结论。目前，采气井口装置的选用原则是采气井口装置安装选取的额定压力级别通常是介质压力的1．3倍～1．5倍。

主动密封旋转防喷器胶心油压响应规律研究

确定主动密封旋转防喷器胶心的油压响应对整个装备的研制至关重要。运用有限元软件建立了胶心模型,在内胶心上、下两端全约束的情况下计算胶心的Von Mises应力分布,对胶心内置铁块的数量、形状及安放位置进行计算和设计,得到了注油压力与最大接触压力的估算式,通过样机的密封压力试验对估算式进行验证。研究结果表明,主动密封胶心完全采用橡胶材料其刚度无法满足设计要求;主动密封胶心需要内置8块铁块,铁块外弧10°,内弧13°,径向长度确定为105 mm,轴向高度为90 mm;胶心与钻杆的接触压力比施加在胶心上的油压小5 MPa。

井下多次激活循环阀的研制与现场应用

在钻井过程中会遇到井下漏失、溢流、钻具水眼堵塞以及长稳斜井段岩屑床无法充分清洁等问题,针对该类问题,研制了井下多次激活循环阀。文章介绍了工具的结构与工作原理,并进行了流阻分析。通过室内试验,验证了工具反复多次投球开关的功能性与可靠性,并获取了开阀压力。该工具在高石001-X21井的现场应用结果表明,该工具在钻井过程中运行正常,井下开关操作亦安全可靠,应用效果良好。工具的应用能够减少作业时间,提高了钻井效率。

我国井控装备标准化工作的现状、发展方向及“采标”方式

介绍了我国井控装备标准化工作的实施现状,总结了开展标准化工作所取得的成绩,提出了在当前形势下,应积极采用国际标准和国外先进标准.

基于TRIZ的四相分离装置的关键结构设计

四相分离装置是一种油气钻井特别是特殊工艺油气钻井的重要装备。它可以在密闭条件下将井内返出钻井液中的气、油和岩屑进行分离，分离产物进行妥善处理，在整个作业过程中，不会对外界环境造成任何污染。但该装备结构复杂，其关键技术只有国外几个石油公司掌握，因此国内研制该装备，需要对一些关键技术进行一些创新性突破。

钻井液密闭分离系统流程方案及装备配套

为解决开式钻井液循环分离系统不能满足在含硫地层实施欠平衡钻井作业要求而研制的钻井液密闭分离系统(密闭系统)是在含硫地层实施欠平衡钻井作业所必配的地面系统,也是在环境敏感地区进行欠平衡钻井或常规钻井避免环境伤害的重要装备。在对国外密闭系统配置方式和流程原理分析的基础上,提出了"两步分离"式密闭系统流程方案,即从井内返出的含有硫化氢的钻井液首先通过密闭分离装置将油、气以及大颗粒的岩屑清除,同时向密闭分离装置中注入除硫剂,以确保硫化氢清除干净;然后再将经分离后不含硫化氢的钻井液,排入常规固控系统以维护和调节钻井液性能,再由钻井泵泵入井内进行循环。并制订了井内返出钻井液中硫化氢含量突然升高时的处理措施;阐述了"两步分离"式流程方案所需的四相分离器、钻井液缓冲罐、真空除气器、密闭式带压取样装置、密闭式岩屑存储装置等配套装备的结构原理和研究现状,为国内钻井液密闭系统的研究和应用提供了技术思路。

密闭式钻井液地面分离系统技术发展现状分析

密闭式钻井液循环分离系统(密闭系统)是在含硫地层实施欠平衡钻井作业所必配的装备,目前国内还无该类系统。文章介绍了国外使用的密闭系统配置方式和流程原理,明确了它们的应用范围和技术特点。在此基础上,阐述了国内开发密闭系统的必要性,并建议尽快对该系统的装备及工艺进行研究,以满足含硫地层欠平衡钻井工艺的需要。

一种新型方钻杆旋塞阀的研究

一种新型方钻杆旋塞阀,采用了完整的密封及润滑结构的转动副,球体配合承载转轴,有效的将转动摩擦副从球体阀座转移到转轴保持架上,从而减小摩擦力臂,改善摩擦配合面的工作环境。新型方钻杆旋塞阀额定工作压力70 MPa,在35 MPa压差下能够人工开启、关闭,和普通旋塞阀相比不易卡死,关闭可靠,能在高压差下人工轻易打开,有效解决了普通旋塞阀在高压差情况下不易打开的缺点,确保了井控安全。试验表明,其开关力矩只有普通旋塞阀的1/3～1/2,可在35 MPa压差下顺利开关,并能有效防止钻井液介质卡阻。

高压大通径旋转防喷器

随着欠平衡和控压钻井技术逐渐向"深、低、海、非"等领域的发展,现有国产旋转防喷器在中心管最大通径和最大动密封压力等方面不能满足现场需求,亟须研制既能随钻密封?139.7mm、?168.3mm钻杆,又能承受21MPa动密封压力、35MPa静密封压力的高压大通径旋转防喷器。川庆钻采院在XK35-17.5/35型旋转防喷器的基础上,创新设计了高压大通径旋转动密封总成,优化设计了液压连接卡箍和壳体总成,升级改进了液压控制系统,成功研制了XK-21/35(220)型高压旋转防喷器,室内及现场试验结果表明,XK-21/35(220)型旋转防喷器密封性能良好,运转正常,可操作性强,各项性能指标达到设计要求。