卡瓦式封隔器在井下的受力分析

本文应用静力等效的方法，对卡瓦式封隔器坐封后，套管的双向应力（环向弯曲应力和轴向弯曲应力）进行了计算，分析了套管内外压差对会管强度的影响，找出了闭式热水循环井套管损坏的原因，并提出预防套管损坏的措施和建议。

卡瓦式抽子阻尼器的研制与应用

针对低压气井在抽汲排液过程中,因发生井涌或井喷引起钢丝绳打扭,卡在油管内,造成抽汲卡钻事故的问题,研制了卡瓦式抽子阻尼器。该阻尼器利用卡瓦的单向锚定原理,将抽汲时的上顶力作为阻尼器的坐封力,上顶力越大,卡瓦锚定力就越大;适合在73mm油管中使用。现场试验及应用表明,该阻尼器结构简单,性能可靠,达到了设计要求,能满足低产气井安全抽汲排液的需要,能有效预防气井抽汲过程中因井涌、井喷造成抽汲工具喷出井筒的事故,把抽汲过程中发生井控事故的可能性降到最低。

卡瓦式止浆塞模拟试验台设计

为改善现有止浆塞的工作性能，在对卡瓦式止浆塞的工作过程进行理论受力分析的基础上，根据其实际工况，采用对卡瓦和胶筒同时进行测试的方式，建立了模拟试验台。结果表明：该试验平台能满足止浆塞60～80kN的坐封力以及25MPa的浆液压力模拟要求，可同时监测卡瓦以及胶筒的受力情况、弥补理论分析的不足；还可同时监测注浆工作时其坐封力的变化；这为各种形式止浆塞的性能测试建立了平台，对止浆塞的改进方案提供了参考。

卡瓦式小直径封堵工艺的研究

本文主要针对目前小直径封堵工艺封堵困难,有效期短的问题,在原有小直径封隔器上增加卡瓦,改变了原有管柱的支撑方式,从而解决施工过程中冲砂不彻底、人工井底探不准等因素导致的封堵有效期缩短的难题。通过现场应用前后效果对比,验证了卡瓦式小直径封堵工艺的可行性,具有广阔的推广前景。

论卡瓦式与新型膨胀式尾管悬挂器的性能特点

一种新型的自主知识产权的膨胀式尾管悬挂器被开发出来,对该悬挂器与常规卡瓦式尾管悬挂器的技术特性作了对比,从而总结出该膨胀式尾管悬挂器具有结构简单,安全性高,膨胀压力低,悬挂和密封可靠,可节约大量的固井综合成本及提高固井质量等特点。

UPP-9型笼式卡瓦高温高压完井封隔器研制

提出的卡瓦结构设计方法涵盖材料评估与选择、卡瓦组件结构优化、卡瓦结构参数优化、卡瓦测试验证等流程。应用该方法设计了可以控制启动载荷的上、下笼式卡瓦组件结构。结合ANSYS有限元分析、样机测试等方法,对所设计的笼式卡瓦组件进行优化设计与试验验证。对带有防挤出护肩的2种胶筒密封组件的试验研究表明,带隔环的三胶筒结构更为优异。在此基础上,研制了高温高压液压坐封永久式封隔器,额定工作压力68.94 MPa(10000 psi),额定工作温度204.4℃(400℉)。测试结果表明,所研制的封隔器符合API SPEC 11D1标准V0级测试要求。

ZYT441—114桶式卡瓦封隔器的研制

常规卡瓦封隔器由于采用粗牙分瓣式卡瓦结构 ,对套管的伤害较大。为此 ,研制了ZYT441— 1 1 4桶式卡瓦封隔器 ,其特点是采用独特的细牙、整体双向卡瓦锚定结构 ,使卡瓦沿套管内壁周向全接触 ,增加了卡瓦与套管内壁的接触面积 ,减小了卡瓦牙对套管内壁的嵌入深度 ,改善了套管的周向应力分布状态 ,大大降低了卡瓦对套管的伤害。室内及现场试验表明 ,该封隔器对套管的伤害较小 ,同时具有坐、解封灵活可靠 ,耐高温、高压等优点。

煤矿井下可退式卡瓦打捞筒的研制及应用

煤矿井下卡钻、埋钻导致的孔内断钻杆事故时常发生,目前常用的公母丝锥造扣的打捞方法成功率较低,不仅耗费大量的人力物力,还会影响煤矿开采生产进度。基于此,设计了井下可退式卡瓦打捞筒,通过外筒的螺旋锥面驱动卡瓦径向卡紧断裂的钻杆,实现起拔打捞井内钻杆。卡瓦抱紧钻杆的结构设计,提高了打捞筒对断裂钻具的把持力。控制环的键槽结构设计,实现了复杂工况下可退式操作。分析了打捞作业时钻机回转扭矩产生的切应力与打捞筒强度的关系、钻机起拔力产生的正应力与打捞筒强度的关系,为打捞筒壁厚参数设计提供理论支持;分析了钻机起拔力转换为卡瓦对钻杆抱紧力的公式,验证了卡瓦打捞筒打捞孔内钻具的可行性;试制的打捞筒在山西新源煤矿井下现场进行了打捞试验,试验表明其结构设计合理,打捞性能可靠。本研究为煤矿井下处理复杂钻孔断钻事故提供新型工具,为打捞工具结构设计提供了理论依据。

分瓣式卡瓦结构优化设计与试验分析

为了满足页岩气水平井套管变形工况下的压裂作业需求,提高小直径可溶桥塞在大环空坐封的锚定效果及承载能力,对分瓣式镶齿卡瓦进行了结构优化设计。结合卡瓦的工作原理,建立了各结构参数的力学分析与计算模型,并通过实例计算对卡瓦的箍环结构尺寸和锥面角等参数进行了分析和优选;同时开展了不同材料及结构参数条件下的卡瓦承载能力和箍环断裂等力学加载试验。研究结果表明:箍环的断裂及限位效果稳定,坐封及承载后卡瓦各瓣分布均匀且卡瓦齿的锚定牢靠;卡瓦的失效及断裂发生在前排齿的根部沿合力方向的危险截面;优化后的卡瓦最大承载轴向力达581.7 kN,能够满足小直径桥塞在页岩气水平井139.7 mm套管内大于50 MPa压力条件下的压裂施工作业要求。研究内容和所得结论对于可溶桥塞的现场安全应用有一定的指导作用。

封隔器卡瓦损伤套管的模拟试验研究

在油田开发中封隔器是实施机械采油、分层注水、分层压裂或酸化、机械卡堵水等注采工艺作业的主要井下工具之一 ,封隔器上的卡瓦是保证工作可靠性的重要元件 ,把卡瓦安装在模拟试验装置中 ,通过在套管壁周围分布位移传感器 ,测得卡瓦锚定后切入套管壁深度 ,判断卡瓦对套管的损伤程度 ,这对封隔器的设计和现场使用具有十分重要的意义。

可取式液压双向锚定封隔器结构设计

可取式液压双向锚定封隔器是目前结构最复杂、性能最好的一种封隔器。这种封隔器设计中应注意的问题是：（1）锚定方式选择；（2）坐封后的承压平衡；（3）解封方式选择；（4）双锥体结构锚定机构的下锥体脱卡；（5）锁紧机构的设计与选择。从我国机械加工能力和使用可靠性方面考虑，建议优先选用单面螺纹步进锁紧机构。提出了单卡瓦双锥体双向锚定、承压平衡、单面螺纹步进锁紧及下锥体主动力脱卡的设计思路和方法。

LT—S型可倒扣卡瓦打捞筒

江苏海安机械设备厂生产的LT-S型可倒扣卡瓦打捞筒是一种带倒扣锁紧装置的多功能打捞筒。它既可用来进行打捞作业,又可进行倒扣作业,而且可使打捞、倒扣作业一次完成,是目前很受欢迎的一种打捞工具。

浅谈可退式卡瓦打捞矛在修井作业中的应用

在油田生产过程中,修井作业除了常见的常规检泵外,越来越多的井需要进行大修作业。大修作业主要是打捞作业,如打捞堵漏管柱、防砂管柱、中心管及封隔器等,对此人们研制了各式各样的打捞工具。其中,可退式卡瓦打捞矛的特点是抗拉、可震击、内打捞、可脱手,可退式卡瓦打捞矛在打捞卡而不死、可活动的落鱼时优势比较明显,因此应用较为广泛。本文以可退式卡瓦打捞矛在修井作业中打捞堵漏管柱作业中发挥的巨大作用为例,简述了可退式卡瓦打捞矛的结构、工作原理、使用方法以及一些打捞心得。

卡瓦打捞筒过鱼头打捞的方法与应用

油气井因地层、工具、操作使用等原因出现的油管本体断落落井事故,采用可退式卡瓦打捞筒及特制卡瓦打捞筒穿过油管本体,抓捞落鱼下一个或任意接箍方法,现场打捞成功率很高,可应用于腐蚀管柱的打捞作业,有较好的推广应用前景。

滚柱式卡盘的研制与应用

分析了卡瓦式卡盘卡不住打滑的原因,介绍了滚柱式卡盘的设计、加工和工作原理,说明了滚柱式卡盘的可实用性。

一种打捞筒篮式卡瓦快速取出装置的研究

卡瓦打捞筒作为一种能够从落鱼近顶端外径抓捞落鱼的石油工具,可以打捞管类、杆类、接箍及其他多种井下落物,卡瓦打捞筒以其抓取吨位大、抓紧牢固可靠,在打捞作业中被广泛应用。卡瓦打捞筒抓取落鱼的主要工作部件为篮式卡瓦,它是可多次重复利用的关键零部件,在卡瓦打捞筒出井后,都需要将篮式卡瓦从筒体内拆卸出来进行保养检查。传统的篮式卡瓦维保方式就是操作人员用手伸进篮瓦打捞腔内,依靠手与打捞腔的摩擦将篮式卡瓦旋转出来,但是对于一些大尺寸的篮式卡瓦或篮式卡瓦与筒体内壁卡的比较紧的状态,单纯依靠手的力量无法将篮式卡瓦取出。本文通过介绍一种新型打捞筒篮式卡瓦快速取出装置在卡瓦打捞筒维保中的应用情况来探讨该装置的应用效果和可行性,为维保效率提升提供经验。

新疆楔入式封隔器获专利

封隔器按作用原理可分为膨胀式、压差式和自封式。而按结构原理通常可分为9种系列，即支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力压差式、水力自封式、密封式、水力压缩式、水力机械式、金属密封式。新疆石油管理局自主开发研制出一种楔入式封隔器，适用于斜直井、水平井、裸眼井、变形套管井内施工作业时使用。其特点是金属骨架胶筒密封、膨胀压力大、工作压力高、钢体外径较小、成本低、使用时操作方便、易于在井内起下作业。该新型封隔器的研制成功．增加了国内封隔器的种类，具有实用性和推广应用价值，已获专利授权。

复合式鱼顶修整打捞器的研制

本文主要介绍一种油田修井用的新型打捞工具,其主要特征利用钻具自重及施加一定钻压使引锥冲胀落鱼鱼顶反复至修整复原,然后利用卡瓦从落鱼内径实现打捞。可以代替可退式卡瓦打捞矛和鱼顶修整器,实现修整鱼顶和打捞落鱼一次完成,具有工序简单、处理时间短、成功率高、结构简单,便于维护,使用寿命长,生产成本低等特点。

Y441（3）-115注水封隔器的研究

介绍了一种液压坐封、上提或才芟球蹩压解封且可钻取的卡瓦式注水封隔器。通过对其室内和现场试验结果进行分析，阐明该封隔器应用于高压注水是可行的。