石油修井泥浆泵受压端面密封结构优化

为确保石油修井泥浆泵受压端面密封良好,保障石油修井工程安全进行,依据石油修井泥浆泵工作原理,分析采用上游泵送机械密封方式的密封机理。在此基础上,以泄漏量最小与液膜轴向刚度最大为目标函数,构建泥浆泵受压端面的优化设计模型。通过设定闭合力并启用计算程序,优化由石油修井泥浆泵的结构参数与实际修井工程工况相关参数组成的设计变量,实现受压端面密封结构优化。实际应用表明,在设定闭合力条件下,液膜轴向刚度与槽深呈负相关,且槽深在26μm以下时,泥浆泵的泄漏量相对较小,此时泥浆受压端面的密封性较好。

封隔器密封胶筒挤压失效分析与改进设计

为提高封隔器的密封功能和使用寿命,设计了一种封隔器用新型密封结构。基于有限元方法和试验研究,开展了常规密封结构和新型密封结构力学分析,结果表明常规密封结构的上胶筒应力变化剧烈,特别在胶筒倒角位置应力最大,上胶筒挤压过度后易发生永久变形;新型密封胶筒应力远小于常规胶筒,且三个胶筒相互挤压变形很小,三个胶筒都在安全范围内工作,且坐封结束后三个胶筒分别与中心管和套管发生较大挤压接触,封隔密封效果较好;通过密封性能和承压试验得到新型密封结构的密封效果稳定,胶套回弹性好。研究结果可为封隔器的设计制造及现场应用提供依据。

井下试油试气作业风险控制及测试技术研究

近年来,我国经济快速发展,其中石油、天然气资源的开发和使用为我国经济发展做出了巨大贡献。经济发展使社会对石油、天然气的依赖越来越大,但是这些资源都属于不可再生资源,过度开发已经使我国的石油、天然气资源大量减少。因此,要保证石油天然气的开采效率,就需要确保井下作业的安全。文章通过分析我国井下试油试气现状,提出了井下作业的风险控制策略和测试技术的发展方向。

双向卡瓦可回收高温高压封隔器的研制与应用

塔中顺南区块处于高温、高压的复杂地层,在钻完井过程中,对于完井工具在复杂条件下的长期稳定性提出了更高的要求。鉴于此,针对塔中顺南区块的地层特点,研发了一种适用于高温、高压环境下的双向卡瓦可回收封隔器。该封隔器胶筒的"爬坡"结构设计可减小工作时来自高压流体的载荷,而金属护肩加背部支撑的胶筒保护结构,极大地提高了封隔器耐高温高压性能。室内测试及现场试验结果表明,封隔器下入井深6 096 m,坐封可靠,加压至40 MPa时验封合格,投球加压至24 MPa时,解封顺利,能够满足高温、高压及重浆等复杂环境下完井作业的需求。研制的XB-DS封隔器可在西北地区推广应用,可有效提升油田企业完井作业能力。

可取式液压封隔器耐高温胶筒优选与试验研究

近年来随着高温高压勘探开发技术的发展,西部油田井深逐渐增加,储层温度达到184～207℃,地层压力80～125 MPa,对井下工具的密封性能提出了更高的要求。胶筒元件作为井下封隔器实现井下封隔功能的核心部件,其性能的好坏直接影响井下工具的密封性能及工艺的成败。为此,对油田用高温高压密封材料及胶筒结构进行调研,优选出3款常用且性能指标较高的Ф193. 7 mm胶筒组件,根据要求对其结构及参数进行优化后,加工出3款胶筒样品;在模拟试验井筒内,分别对这3款封隔器胶筒进行高温条件下承压性能试验。试验结果表明:MESH双凹槽胶筒在耐温204℃条件下,长期耐压能够达到105 MPa,可以为后期研制性能达到105 MPa/204℃可取式封隔器提供密封胶筒。研究结果可为提高高温高压井开发效率提供技术支持。

新型卡瓦式高温高压水力锚的研制与试验

西部油田超深碳酸盐岩储层部分井需进行酸压施工才能获得工业油气流,施工初期压力高,沟通储层后压力快速下降,存在压力反转的现象。目前使用的常规水力锚存在对套管损伤大、密封性能弱、压力反转时无法锚定导致封隔器失封等问题。鉴于此,研制了新型卡瓦式高温高压水力锚。该水力锚采用支撑密封结构,可增强密封能力;采用桶状卡瓦,可减小对套管的损伤;采用机械锁紧机构,可解决压力反转锚定失效的问题;采用C形弹力环机构,可有效解决重复酸压问题。试验结果表明:新型卡瓦式高温高压水力锚耐压达到70 MPa,C形弹力环能进行6次以上有效锁定;在坐封压力20 MPa下,锚定力在490 kN以上。该水力锚可有效地提高深层碳酸盐岩储层酸压完井施工成功率,为油田的高效开发提供技术支撑。

高压井下安全阀的研制及性能评价

目前国内的高压油气井依赖进口安全阀。为了实现高压井下安全阀的国产化,研制了适用于高压环境的井下安全阀。该安全阀采用拟合曲面阀瓣密封结构,非弹性活塞密封,以及双级偏梯形同步气密螺纹连接。经地面进行功能性试验证明,该安全阀能够满足高压工况下的使用要求,有望实现高压井下安全阀的国产化。

江汉工程:创新树品牌

从工具研发、性能测试到现场施工,皆可见江汉石油工程公司自主创新迸发出的力量。"试验成功,可以进行现场应用了!"随着HPHT封隔器从试验井筒缓缓起出,中控室的检测系统上显示出3道曼妙的曲线,研发负责人郭知龙长舒了一口气。这意味着中石化江汉石油工程公司自主研发的204℃/105MPa等级小井眼永久式封隔器获得成功,意味着高温高压油气井类型完井作业将摆脱对进口封隔器的依赖。