新型电缆驱动碎屑清除工具研究

电缆驱动碎屑清除工具的碎屑回收能力的主要影响因素是井下泵选择和捞砂筒结构设计。为提高各种碎屑的分离能力,解决回收难题,研制了新型电缆驱动碎屑清除工具。该工具采用螺杆泵产生强大的双向吸入压力,以及配置具有平行过滤器的多级捞砂筒,实现最大的碎屑充填效率,从而提高了性能。在对比离心泵和涡轮泵性能的基础上,定义了吸入压力计算模型,分析多级捞砂筒系统的性能和能力。利用计算流体动力学模型确定了新型过滤器捞砂筒的压力损失和碎屑堆积分布。现场试验对模型结果进行了验证,即,新型工具具有收集各种碎屑的能力。研究结果表明:该工具能够有效捕获并储存各种井筒碎屑,提高碎屑回收能力。研究结果可为电缆驱动碎屑清除工具的研发提供技术支撑。

薄壁斜耳支撑式潜油电动机打捞器

针对电动潜油泵在起下井作业过程中经常发生掉井事故和打捞空间小、打捞难度大的问题,设计制作了薄壁斜耳支撑式打捞器。介绍了该打捞器的结构及打捞原理。现场使用表明,该打捞器应用效果好,经济效益明显。

潜油电泵高低高变频控制系统的应用

电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。潜油电泵作为油田深井抽油的动力,使用变频调速技术驱动,能够根据油井的生产实际情况,用变频的方法调节潜油电机的转速,达到改变电泵排量扬程来适应油井的目的。介绍了高低高变频控制方案,并结合实际情况提出了选型方法。

水平井电动潜油泵机组的研制与应用

为了克服现有直井用常规电动潜油泵机组各部分硬连接造成机组在水平井、大斜度井下井过程中经常发生壳体塑性变形、断裂以及连接螺栓断裂的缺陷,解决常规机组在大斜度和水平状态下电动机、离心泵磨损严重和寿命短等问题,研制了水平井电动潜油泵机组。该机组综合考虑电动潜油泵机组自身的结构特点,对机组各部分的连接、壳体材质和内部结构进行了优化设计。现场应用结果表明,10余套水平井电动潜油泵机组在水平井下井作业过程中,平均提高产量11%,1次下井成功率为97%以上,机组在水平状态下工作,平均寿命也大大延长。

新型杆式螺杆泵的研制与应用

常规管式井下采油螺杆泵现场检泵作业周期长,且作业过程中存在油管和抽油杆的损坏风险,为此而研制了新型杆式螺杆泵。该泵综合了螺杆泵与杆式柱塞泵的结构特点,起下井作业方便,可以实现快速而经济的检泵和换泵作业,作业时只需起出抽油杆柱即可,可以缩短检泵时间,避免起下油管对其的损伤,降低油田的作业成本。现场应用结果表明,新型杆式螺杆泵操作和维护简便,综合效果明显,与同规格的管式螺杆泵相比,其工作电流降低约30%,泵效提高近20%,检泵周期也延长1倍多,换泵作业时间及作业成本均降低13左右。

硬质岩石中PDC切削齿结构完整性研究

硬质岩石对PDC钻头切削齿使用寿命的影响极大,导致钻头更换频繁,效率低、成本高。为了给硬质岩石的高效钻进提供理论与技术支撑,国外的研究人员对圆形齿和V形齿的耐用性进行了评价,并采用有限元模拟分析了切削齿的力学性能;然后,利用圆形齿和V形齿钻头进行了花岗岩和石英岩的全尺寸钻进试验,最后,对圆形齿和V形齿进行了现场评价。研究结果表明:在大多数情况下,V形齿比圆形齿更耐磨,在载荷相同的情况下,V形齿的机械钻速更大。研究结果可为硬质岩石个性化PDC钻头的研制提供理论与技术支撑。

可溶性泵送环在页岩气储层改造中的应用

页岩气套变井使用小尺寸桥塞或73 mm射孔枪串时泵送推力不够,无法泵送到位。通过计算表明,Φ88 mm桥塞能够满足最低的泵送要求。研制了一种基于可溶材料的(柔性)泵送环,安装在电缆管串的顶部,以提高管串的泵送推力。在此基础上,成功开展了Φ85 mm桥塞带Φ88 mm柔性可溶性泵送环在四川威远页岩气应用,以及Φ99 mm桥塞带Φ103、105和107 mm刚性可溶泵送环在四川威荣页岩气的应用,共计274次现场试验,试验表明,可溶泵送环可以提高管串的泵送力和通过性,降低施工风险。