高压油气井尾管回接固井新技术

针对高压油气井固井后经常会出现环空窜流问题,研制了新型尾管封隔回接装置,该回接装置主要包括铣鞋、回接插头、节流浮箍,可磨铣回接筒上端和内表面的水泥残留物;封堵回接尾管与上层套管间的间隙;防止下套管时井口冒浆,并确保回接插头下插时液体有足够的压缩空间。现场应用表明,该回接工艺操作方便,回接装置密封可靠、耐高温。在四川、胜利、渤海等地应用效果较好。

套管开窗若干问题探讨

套管开窗是分支井作业的关键步骤,开窗质量对后续工具的下入至关重要。在实际开窗过程中,常常会遇到窗口开偏、开窗提前结束、突破死点等问题。分析了套管开窗时遇到的各种问题,并给出了解决措施。

高效铣环在胜科1井事故处理中的应用

胜科1井是中国石化的一口重点科学探井,在钻至井深5 001 m时因井眼缩径发生了卡钻事故。由于井底存在直翼扩大器、PDC钻头等含有硬质合金的落鱼,普通铣鞋无法完成套铣打捞作业,为此,专门设计了一种高效铣环。该铣环的切削元件选用了一种硬度达93.2 HRA的钛合金,经铣槽镶焊在本体上;本体选用了40CrNiMo厚壁管材,并进行了调质处理;连接螺纹选用了双级梯形同步螺纹。在胜科1井的应用表明:切削元件的强度满足了切削扩大器切削翼和PDC钻头胎体的需要,其齿形、布齿方向和出刃高度设计合理,提高了切削速度;本体性能高,切削元件焊接性能较好;双级梯形同步螺纹有效增加了连接部位的强度,具有较高的上扣扭矩,承受冲击载荷能力强。高效铣环在该井的成功应用,为今后同类型井的事故处理提供了借鉴。

488mm孔型超设计规格毛管的开发

Φ460 mm PQF机组生产超大规格产品时,穿孔机需要提供比原孔型外径及径壁比更大的毛管。为了满足Φ473.08 mm×11.05 mm套管的生产要求,在新开发的488 mm孔型基础上,通过优化设计穿孔工具(顶头和导板)以及改进轧制程序,成功轧制了超设计能力的Φ533 mm×25 mm毛管,使488 mm孔型得以批量生产,且产品质量符合相关标准。

消除穿孔毛管尾端铁耳子方法的探讨

管坯穿孔时由于内外层金属变形不均匀,致使毛管尾端产生铁耳子,并在连轧工序易带入钢管内部,划伤芯棒表面和钢管内表面,铁耳子掉在机架间又会卡轧辊。通过优化设计穿孔工具(导板和顶头)以及调整轧制参数后,基本消除了铁耳子,改善了钢管质量,提高了芯棒、轧辊的使用寿命。

尾管回接装置及其在现场的应用

随着特殊井、复杂井的不断增多,常规的回接装置难以满足现场需要,为解决现场疑难问题,开发了封隔式、短回接式、提出式等多种特殊回接装置。介绍了各种回接装置的结构原理及在现场的应用情况。

NEM-8型高效磨鞋的研制

普通磨鞋磨削效率低 ,难以满足钻井的需要 ,从布齿方式、水力结构设计、切削元件选择、焊接工艺四方面对普通磨鞋进行了优化 ,并研制了 NEM- 8型高效磨鞋。介绍了该磨鞋的结构特点、工作原理、布齿方式、切削元件材料的选择、几何形状的确定、焊接工艺及现场应用情况。与普通磨鞋相比 ,该磨鞋磨削速度快、使用寿命长 。

文72—86井套管开窗侧钻技术

中原油田文72－86井是文72块北部的一口生产井。1992年8月，51／2”油层套管错断，被迫停产，然后修井，拔出上部错断套管2571．65m。文72北部生产井油层均系沙三层位，沙二下未射开。该层位油气富集，地层压力为原始状态。为了恢复文72－86井的生产，确定在95／8”套管中定向侧钻，目的层在沙二下，方向320°左右，位移120m。该井1993年10月完钻，井身3091m，最大开斜18．7°，井底闭合距130．3m，闭合方位325°，完全满足设计要求。本文详述了该井开窗侧钻工艺技术。

液力加压器在水平井钻磨复合桥塞中的应用

针对水平井油管桥塞钻磨时加压困难且钻磨缓慢的现状,将液力加压器用于修井钻磨作业。液力加压器具有液力减振作用,利用液体弹性吸收的原理,结合钻井液柔性连接关系,可有效地保护钻具和钻头;同时液力加压器通过改变水力参数来调节钻压大小,且具有自动送钻功能。现场应用结果表明:加装液力加压器后,钻磨效率平均提高了29.36%,最大钻磨效率提高了46.51%;在使用六刃磨鞋、排量800 L/min的条件下,磨屑体积适中并能及时返出井筒,降低了卡钻风险。所得结论可为钻磨工具的选择和应用提供参考。

磨鞋失效分析及新型堆焊材料的研究

应用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、显微硬度计和X射线衍射仪等分析检测手段 ,对 8只报废磨鞋做了解剖分析。分析结果表明 ,因磨鞋工况条件恶劣 ,其失效形式很复杂 ,主要表现为堆焊层硬质合金的断裂和脱落 ,堆焊层的整体脱落 ,以及由热疲劳、冲击疲劳和高温氧化等因素引起的硬质合金相的过度磨损等。针对磨鞋的失效形式 ,研制了以YT769和YT5 35硬质合金为硬质相、Cu Zn Ni为胎体的新型堆焊焊条 ,焊条采用火焰加热堆焊 ,堆焊层硬质合金相宏观硬度为91～ 92 5HRA ,硬质合金与胎体结合良好 。

钻磨复合桥塞磨鞋的应用现状

为解决钻磨复合桥塞磨鞋选用缺乏依据和设计加工针对性不强的问题,基于文献调研和现场实践经验,提出钻磨复合桥塞应采用平面、5~6刃、大端外径为套管内径95%~98%的硬质合金磨鞋,切削刃类型应组合使用随机形状的硬质合金颗粒和模压成特定形状的硬质合金柱。大量钻塞实践表明,磨鞋磨损特征普遍以磨鞋底面与周面交接线为中心的整体性缺失为主,底面由边缘至中心磨损量逐渐减小,底面中心的合金新度相对最高;国外采用的方槽式或锥进式返水槽易夹持上返的磨屑,返水槽应更具开放性。分析指出国外在合金质量和焊接工艺上有一定优势,而在结构设计方面国内外差别不大;设计和加工钻磨复合桥塞磨鞋时应综合考虑被钻物材质、钻进速率、成屑尺寸、磨损特征等因素。形成的认识对钻磨复合桥塞磨鞋的选用和设计加工有借鉴意义。

新型内插管回接装置的研制与应用

常规回接插头回接后在悬挂器位置形成"大肚子",插头导向头和悬挂器内水泥塞不易完全被钻除,易造成后期完井工具起下钻阻卡、封隔器胶筒被刮坏和水泥掉块卡钻等问题。鉴于此,介绍了应急处理方法,并研制了新型内插管回接装置。该装置具有多组V形和O形组合密封件,密封面积大,密封更可靠,密封组件之间的插头本体外径小,与回接筒之间有较大间隙,便于形成较厚水泥环,增强永久密封效果,内插管结构使回接后悬挂器上、下管串内径一致,彻底消除"大肚子"及其造成的影响。普光气田2口井的应用结果表明,新型内插管回接装置固井后插头及内插管顺利插到位,后期试气管串起下钻通畅,试压50 MPa合格,收到了预期效果。

十字铰链滑块式万向接轴铜衬瓦磨损行为研究

文章详细分析了2050粗轧机R2十字铰链滑块式万向接轴轧辊侧开式铰链铜衬瓦磨损寿命低并出现咬死现象的原因。金相分析表明,摩擦面产生严重的剪切塑性变形,变形层深达1.54 mm,但只出现在整个摩擦面的较小一部分,是摩擦剪应力大于材料的许用剪应力而造成。改善摩擦副的润滑条件、降低摩擦系数、提高材料的屈服强度与抗粘着能力,是正长铜衬瓦使用时间的基本途径。

新型整体式磨鞋捞杯研制与应用

现有的钻、修井落物打捞技术,是先用磨鞋对井内落物进行磨铣,然后再用其它打捞方式将磨铣后的碎屑打捞上来,这样,就增加了起、下钻的次数,工具更换的次数以及操作程序的复杂化,非常不利于钻井效率的提高。针对这种现状,便研制了一种新型整体式磨鞋捞杯,突出优点是减少了钻、修井过程中的起、下钻次数,工具更换的次数以及简化了操作程序,既能对井下落物进行磨铣,又能进行打捞,保证了一体多功能的特性,为加快石油打捞工具的发展提供了有效的参考价值。

复杂鞋模的三轴加工及专用组合夹具设计

针对复杂鞋模等三维模型难以用3轴机床加工的问题,以一具体的鞋模加工案例为例,详细论述了一种利用3轴机床实现复杂鞋模5面加工的方法,并介绍专用的组合夹具设计。

闭窗变径套铣打捞器的研制与应用

修井打捞作业中,经常遇到加重杆、铅锤、射孔枪、断抽油杆、螺栓、泵衬套等小件落物的打捞,常规打捞难度大,成功率低。为此,研制了闭窗变径套铣打捞器。该打捞器主要由上接头、筒体、闭窗、套铣头4部分组成。两级闭窗处的齿爪、向上的单向作用是该工具的独特设计,能大量捞取落物;打捞器下端设计有满足切屑作用的较厚铣头,能长时间套铣。现场5口井的应用表明,这种打捞器具有套铣打捞操作简便、适应性强、打捞效果好等优点。

磨鞋硬质合金焊接加热装置的研制及应用

设计了一种既能加热又能保温的装置,来保证焊接质量,提高磨鞋的制造水平。实践结果表明,该装置加热及保温效果良好,能较大的提高生产效率和工作环境的安全性,适合推广。

磨鞋铸造碳化钨铁基复合材料堆焊层强化技术

依据磨鞋硬质合金堆焊层断裂、磨损及剥落的失效形式,自制4种堆焊焊条并对铸造碳化钨堆焊层进行淬火或淬火+深冷处理。试验证实自制焊条碳化钨和管皮重量比直接影响到抗冲击磨损性能及碳化钨的剥落。碳化钨和管皮重量比恰当,堆焊层硬质相的阴影效应和基体、粘结相对硬质相支撑效应的相互作用是提高抗冲击磨损的原因。淬火及淬火+深冷处理磨鞋堆焊层,其抗冲击磨损性能比铸造碳化钨堆焊层分别提高17.4%和43.0%。组织分析表明深冷处理对堆焊层硬质相影响不大,其组织仍为η+M6C+M23C6+M7C3。其粘结相成分、形态、分布的变化是深冷处理提高抗冲击磨损性能的原因。

论套铣作业铣鞋铣削模型的建立及应用

针对事故井套铣作业铣鞋铣削模型探究少、管柱扭矩钻压选择难的问题,通过参考铣床铣削加工模型建立了铣鞋铣削力学模型,进而计算出管柱套铣扭矩和套铣允许的最大钻压,收到了良好的效果。实践证明,其计算结果可以为打捞施工中合理的钻压参数选择提供理论参考,为井下安全施工提供技术保证,进一步提高打捞作业效率。

海上油田一趟钻套管开窗技术

针对常规开窗工具串难以通过狗腿度较大井段、锥式磨鞋易偏离导斜面、斜向器和磨鞋需要两趟钻送入等技术难点,研制了通过节流压差坐挂的斜向器及与其配套的次级磨鞋、挠性短节、开窗磨鞋等工具,形成了可一趟钻套管开窗钻具组合,该钻具组合实现了斜向器送入、坐挂及开窗作业。将一趟钻套管开窗作业分为5个阶段,推荐了相应阶段的磨铣参数,并制定了处理作业过程中复杂情况的技术措施,形成了较为完善的一趟钻套管开窗技术。渤海油田203口井应用一趟钻套管开窗技术进行了套管开窗,开窗成功率100%,平均开窗周期10.5 h,平均修窗周期2.6 h,与应用两趟钻开窗技术的井相比,开窗时间平均缩短2.4 h,提效22.8%。现场应用表明,一趟钻套管开窗技术能够提高开窗效率、降低钻井成本,可为海上油田稳产和提高采出程度提供技术支持。