插入式高温高压注气封隔器的设计与研制

为解决高压注气过程中注气封隔器密封不严导致的油套环空带压问题,通过优化封隔器结构、优选密封机构与材料,研制了一种新型的插入式高温高压注气封隔器。该封隔器设计整体式密封插管,减少连接部位,降低漏失风险;设计密封圈与插管本体一体硫化,避免管柱蠕动对密封圈的损伤,提高插管密封效果和寿命;选用气密封胶筒,设计分瓣张开式刚性支撑保护,避免胶筒受损,提高注气密封性能。该封隔器的优化设计延长了封隔器使用寿命,降低了油套环空带压风险,解决了高压注气安全隐患,为冀东油田气驱发展提供技术支撑。

个体防护装备的智能化、信息化应用研究

近年来,个人防护装备已被广泛应用于医疗、工业和消防等领域,并逐渐向智能化和信息化方向发展。针对目前个人防护设备在使用过程中出现的问题与缺陷,在回顾与分析有关方面的文献后,发现智能化、信息化的应用已是今后的发展方向与方向。在此基础上,提出了个人防护设备智能化与信息化的总体架构,并对该体系的实现方法进行了较为详尽的阐述。通过实验和实际应用,该系统能够有效提高个体防护装备的使用效率和舒适性,提供实时的监测和预警功能,增强个体的安全保护能力。指出下步个体防护装备智能化、信息化应用研究对于提升工作场所安全和个体健康水平具有重要的实践价值。

密闭空间中定位技术研究

在现代社会中,定位技术的发展已经成为科技领域的一个重要研究方向。尤其是在密闭空间中,定位技术对于人员、物品等的准确定位具有重要意义。基于此,文章旨在系统研究密闭空间中的定位技术原理、关键问题及其解决方案,并结合应用和实验研究来探索其实际效果,为定位技术的发展提供参考。首先,对于密闭空间中的定位技术原理进行了深入理论研究,包括无线信号传输原理、传感器技术等。其次,分析了密闭空间中的定位技术所面临的关键问题,并提出了相应的解决方案,如多传感器融合、自适应定位算法等。

酸性天然气注入参数对管柱腐蚀的影响

为研究酸性天然气注入参数对管柱腐蚀的影响规律,采用高温高压釜模拟气体注入工况,对P110,N80,3Cr三种钢材进行失重实验,测试钢材在不同注入工况下的腐蚀情况,并结合扫描电镜与能谱仪对钢材的腐蚀产物进行表征,最后对管柱的安全服役期限进行评估。研究结果表明:P110,N80,3Cr钢材的腐蚀速率大小依次递减,随着注入压力升高,钢材的腐蚀速率会显著上升;随着CO2质量分数的增加,钢材腐蚀速率先增大后减小,在CO2质量分数为8%时达到最大值;在注气过程中,流体的流动会加剧钢材的腐蚀;计算得出苛刻工况下管柱的安全服役期限在7~8a。研究结果明确了注入参数对管柱的腐蚀及安全服役期限的影响程度,为优化注气工艺参数和制定针对性的腐蚀防护对策提供了依据。

滩海人工岛大斜度井整体气举采油技术

冀东南堡油田1-3人工岛国内第一个在浅海人工岛实施整体气举采油的平台。该岛是南堡油田1-5区的三个开发平台之一,地面上处于水深3～7 m的滩海区,将建成国内最大的气举采油平台。岛上气源充足,油井造斜点浅,井斜角大,井眼轨迹复杂,油井分布集中(井组内井距为4 m)。同时。该区气油比高、含水低,气举是最适合的举升方式。岛上气举管柱全部采用半闭式气举管柱,连续气举的采油方式。从已实施的44口井来看,人工岛实施气举采油可以有效降低运行成本且管理方便,效果显著。

冀东油田深层油藏注氮气井管柱及井口装置设计

冀东油田高5区块具有油藏压力高、注气井斜度大、管柱下入深等特点。根据该区块目前的注气井井身结构、地面设施状况和注气增效要求,设计了笼统注气的管柱结构方案。利用冲蚀模型优选油管尺寸,并按照不同工况条件开展高温高压动态腐蚀模拟实验,探究注氮气井的井筒腐蚀机理,确定各因素对腐蚀速率的影响。最后对管柱的剩余强度和服役寿命进行评价。结果表明,选用Φ73 mm、13Cr油管作为笼统注气管柱能够应对注氮气产生的冲蚀、氧腐蚀等影响,并有着良好的服役寿命。配备地面安全阀等安全装置,可以大大降低高压注气井存在的安全风险。该设计方案能够满足冀东油田深层氮气驱的生产需要,具有广泛的应用前景。

HDPE内衬油管防治抽油机井杆管偏磨研究

高密度聚乙烯内衬油管既有塑料管耐腐蚀和耐磨性好的特点,又具有钢质油管的机械强度,在腐蚀偏磨严重的油井上应用取得了较好的效果。分析了内衬油管的结构、性能、防治偏磨的机理和特点,研究了与内衬油管配套的抽油机井工艺技术,对油田现场应用内衬油管出现的问题进行了分析。

CO_(2)吞吐管柱腐蚀分析及防治研究

针对CO_(2)吞吐井杆管腐蚀严重的问题,对吞吐油井管柱进行了腐蚀产物分析。通过微观形貌分析、能谱分析、金相分析以及X射线衍射分析等手段,确定了吞吐区块油井腐蚀类型为CO_(2)腐蚀。通过腐蚀规律研究,提出了以液体缓蚀剂、固体缓蚀剂等化学防腐保护技术为主,加深尾管保护技术、牺牲阳极保护技术、油管涂层保护技术为辅的综合腐蚀防治技术思路,并通过实验确定了合理的加药量与加药方法。综合腐蚀防治技术在69口井中开展现场试验,对吞吐井杆管取得了较好的保护效果,油井免修期由260天延长到400天,验证了综合腐蚀防治技术的有效性。

螺杆泵井抽油杆扶正器结构研究

根据螺杆泵井抽油杆柱受力和旋转运动规律,设计了抽油杆扶正器。该扶正器由扶正器杆体、承磨层、承磨圆筒、支撑件和接箍组成,将其安装在2根抽油杆之间,下入油井的油管内。工作时,旋转的扶正器杆体相当于轴承的转轴,不旋转的承磨圆筒相当于轴瓦,配用高寿命的耐磨材料,从而延长其使用寿命。支撑件不随扶正器旋转,液体流动通道位置固定,能够保持液体流动畅通。现场应用表明,这种扶正器结构简单,安装方便,能对抽油杆起到良好的扶正作用,可有效防止杆管偏磨。

可重复坐封式大斜度井注水封隔器的研制和应用

冀东南堡油田大斜度注水井在分注作业过程中存在封隔器起下困难及坐封、洗井过程中封隔器胶筒受力不均、蠕动变形严重的问题。为此,改进了传统Y341注水封隔器的结构,针对胶筒进行了基于SOLIDWORKS SIMULATION的优化设计,并采用了耐高温高压密封元件,使封隔器能够满足大斜度井的工作条件和工作要求,且该封隔器具备重复坐封的能力。室内实验和现场试验证明,该封隔器可以满足大斜度井高温高压注水的要求。该封隔器的研制对于井斜为50～70°的斜井上实现偏心定量分注是一个技术突破。

JDY455可取式多用途丢手封隔器的研制

为了解决防污染封隔器密封不严和解卡打捞困难等问题,研制了JDY455可取式多用途丢手封隔器。该封隔器采用液压双级坐封工具坐封、双向卡瓦锚定、上提油管解封,密封、锚定安全可靠,内、外中心管采取脱节式设计,解卡力小;一封多用,不仅可代替桥塞进行卡堵水作业,还可用于天然气井生产、气举、注水和封层等多种增产措施。试验和应用结果表明,封隔器的工作压差达到35 MPa,工作温度150℃,解卡力58 k N,满足冀东油田防污染工艺要求。

小井眼侧钻水平井液压套管扶正器研制与应用

针对冀东油田Φ139.7mm套管开窗小井眼侧钻水平井采用常规的弹性和刚性扶正器套管居中度不易保证,造成水泥环厚度不均、固井质量较差等问题,研制出了一种液压刚性套管扶正器。该扶正器由多级活塞、扶正爪、锁紧机构等组成,通过液压作用于多级活塞,推动锥体撑开刚性扶正爪,强制扶正套管居中。目前在冀东油田Φ139.7mm套管开窗小井眼侧钻水平井应用了5口井,现场应用表明,固井成功率为100%,侧钻水平段固井优质率98%以上,应用效果良好。该扶正器具有外径小、液压启动、刚性扶正套管的特点,为提高冀东油田小井眼侧钻水平井套管串的居中度,改善固井质量,提高开发效果、延长生产寿命提供了技术支持。

冀东油田高压注水带压作业管柱的研制与应用

为在高压注水井中应用不压井、不放喷作业技术,研制了高压注水带压作业管柱。该管柱主要由Y341注水封隔器、单流偏心配水器、多功能洗井阀、筛管和丝堵等组成。多功能洗井阀底部设有底堵,能保证在入井过程中管柱密封,地层水不会从管柱底部进入管柱;配水器上开设了偏心孔,可沟通上、下层注水通道,平衡密封段上、下压差,提高了测试仪器下井的安全性。现场应用结果表明,高压注水带压作业管柱成功实现了带压作业,提高了注水时效和水井利用率,保护了地层能量,提高了作业效率,具有良好的推广应用前景。

高压分注井全过程带压作业管柱

针对高压分注井带压作业过程中存在的管柱内堵塞器投堵位置不确定、油管内密封工具耐压低、分注工具段内无法堵塞密封、不能实现全过程带压作业的问题,研发了高压分注井全过程带压作业管柱。该管柱下入后,无需投捞,双密封洗井阀地面加压即可启动注水阀;通过配套高压自密封配水器和预置式油管堵塞器等工具,解决了油管内分注工具段封堵问题,实现了分注管柱起出过程的整体密封;通过管柱底部配套双密封洗井阀,解决了分注管柱下入过程的密封问题,还可满足反洗井工艺要求。高压分注井全过程带压作业管柱在冀东油田累计应用60井次,最大施工井斜56.7°,工具最大下深4 285 m,满足50 MPa内分层注水需求和21 MPa内带压作业需求。应用该作业管柱可缩短作业周期,提高作业效率,降低施工成本。研究结果可以为注水井带压作业管柱的设计提供参考。

压裂管柱封隔器坐封方式对比分析

根据封隔器坐封方式的不同,介绍了机械坐封、液压坐封压裂管柱的工作原理及特点;对不同坐封方式下的压裂管柱进行力学分析,建立了坐封前、坐封过程及压裂过程的力学模型。以实例研究在既定施工规模下优选压裂管柱封隔器的坐封方式,给出了平衡压力的确定方法。此研究为压裂管柱优化设计和封隔器坐封方式的合理选择提供了理论依据和分析手段,提高了压裂效果和成功率。

CO_2气驱封隔器的研制与应用

针对封隔器在CO_2驱过程中存在易腐蚀、气密封效果差、寿命短以及起出难度大等问题,研制了CO_2气驱封隔器。该封隔器采用旋转油管坐封,上提管柱解封;其胶筒采用耐温耐腐蚀氟橡胶,有效克服注气与停注时温差对密封件的影响;设计了全周向胶筒端部保护结构,提高了气密封效果。CO_2气驱封隔器在现场试验6井次,施工成功率100%,最大施工井斜52°,最大下深2 643.79 m,最大注气压力23.12 MPa,密封有效率达100%,且平均工作寿命超过24个月。现场试验结果表明:该工具满足油田防腐和防气窜工艺要求,具有良好的经济和社会效益。

高温高压油管锚定器的研制与应用

为解决油管锚定器耐温耐压性能低,锚定不可靠以及解卡困难等问题,研制了高温高压油管锚定器。该锚定器解卡结构设计独特,实现了泄压平衡油套压力后工具解卡,不受压差影响,安全可靠;锁块锁定中心管,解卡销钉不受坐封压力和尾管重力影响,避免了管柱提前坐卡;锚定器与封隔器配合能实现管柱逐级解卡,可减小起管柱载荷,提高了解卡成功率。高温高压油管锚定器在5井次的现场应用中,最大井斜59.3°,最高注水压力43 MPa。该锚定器起到了对管柱的锚定作用,施工安全,成功率高,保证了整个作业过程封隔器密封可靠,具有广阔的推广应用前景。

直读测调偏心恒流配水器研制

冀东油田大斜度井分注中,常规偏心配水器存在投捞困难、测调成功率低的问题,普通同心配水器则存在小注水量配注合格率低、注水量难恒定、测调扭矩大等问题。为此,研制了一种新型直读测调偏心恒流配水器。该配水器设计了V形水嘴、小直径陶瓷柱塞和偏心调节阀,采用齿轮传动方式调节水嘴开度,降低了漏失流量,提高了注水量调节精度;设计了恒流控制机构,可消除注水压力波动影响,实现恒流注水;设计了桥式通道,可在不同工况下持续提供水流通道。该配水器具有小流量精准配注、连续测调、测调效率高、注水量恒定等特点。在冀东油田大斜度井成功应用25井次,测调成功率为97.6%,配注合格率为92.7%,实现了高效精确测调和恒流注水。该技术可满足大斜度井多级分注及高效测调的需要,提高注水效果。

长行程管柱补偿器的研制与应用

现有的管柱补偿器存在下井过程中受到尾管重力的影响提前启动、补偿距离短、不能全程传递转矩等问题。研制了长行程管柱补偿器。该管柱补偿器主要由启动部分、补偿密封部分组成。采用液压开启,根据管柱的伸长或缩短量自动补偿;启动保护结构有效解决了提前启动的难题;通过改进补偿密封机构,增大了补偿距离;设计滑块机构,全程传递转矩。现场应用情况表明,该管柱补偿器成功率达100%,有效减少管柱蠕动,延长封隔器等井下工具使用寿命,减少作业工作量。

液力驱动抽油系统动力液压力计算

液力驱动抽油系统采用高压动力液驱动井下液动机,动力液一般采用水,液动机带动井下抽油泵往复运动采油,抽油泵与常规杆式抽油泵相同,液力驱动抽油系统没有抽油杆,避免了杆管偏磨问题。分析了一种液力驱动抽油泵采油装置井下部分的结构和工作原理以及液动机和抽油泵的受力情况,利用受力平衡原理,给出了液动机上行和下行时的动力液压力计算公式,得到了抽油泵上、下冲程时地面动力液的工作压力范围。