煤层气井同心管气体射流排采特征分析

为解决煤层气井中有杆泵排采工艺存在的埋泵、卡泵及偏磨等问题,实现产气中后期降低井底流压、释放解吸气的目的,探索煤层气井中后期低产液量情况下的排采工艺至关重要。基于可压缩性的气体介质,考虑射流泵排采工艺的技术特点,分析了煤层气井井下同心管柱气体射流泵排液原理,计算管柱环空内气携液条件,建立了同心管气体射流泵喷嘴、喉管和扩散管等流动模型,考虑气体射流的音障,分析了不同喷喉组合下的携液特征。研究结果表明:初始注入气量、压力一定的情况下,喷嘴直径越小,射流速度越大,携液量越多;但喷嘴直径越小,所需的注入气量越小,气体的流速易超过临界流速导致流体特性发生改变;当产液量为3 m^(3)/d,注气压力为6 MPa,喷嘴直径为3.50、4.02、5.00 mm时,所需的注入气量分别为9338、11225、15023 m^(3)/d。气体射流泵排液机理、气体射流特征的研究结果可为同心管气体射流泵工艺设计和现场试验提供理论依据。

同心管分层注水技术在南堡大斜度井的应用

针对南堡油田的注水井段斜度大于40°、分注层数≥2层的井,偏心分注工艺投捞比较困难,投捞成功率不高,常发生投捞器下不到位或捞不到的现象,以及分注层数为3层的注水井,油套分注无法实现的问题,开发了同心管分层注水技术。该技术可以满足大斜度井、层间差异较大井的分注要求,可以实现大排量、精确分注。在地面进行调配测试,无需投捞,操作简便,计量准确,便于管理。管柱耐腐蚀,对水质要求低,具有使用寿命长和分层可靠性高的特点。现场2口井的应用表明,采用该分注技术,封隔器最大下入深度3 124 m,最大井斜52.89°,施工成功率100%,实际注水量全部达到地质配注要求,管柱从投注到现在工作正常。

基于粒子群优化方法的同心管连续型机器人运动学算法

针对一种应用于微创手术的同心管连续型机器人运动学算法展开研究,通过几种不同运动学算法比较,在兼顾精度以及计算复杂程度的前提下,选用最小能量法建立其运动学数学模型,并选择利用粒子群优化算法强大的寻优能力对相关能量函数寻求最优解。建立了从驱动空间参数到关节空间所有参数的映射关系,通过坐标变换和参数拟合,得到同心管连续型机器人从基点到末端点空间姿态的表达式。通过运动学算例和三维模型的运动学仿真获得的运动轨迹进行对比验证,说明了算法模型的可行性和准确性。

同心管束式空气型相变蓄热器换热影响因素分析

研究了多种影响因素下的同心管束式空气型相变蓄热器蓄热性能,优化同心管束式空气型相变蓄热器的设计参数。以CFD软件为平台,从4个方面模拟了12组同心管束式空气型相变蓄热器的蓄热情况。结果表明:换热管管径为70 mm的蓄热器蓄热时间比65 mm的减少了3.2%,比60 mm的减少了31.8%;增大蓄热器入口空气流速会提高蓄热速率,但同时蓄热器的效率也会受到影响;换热管的间距和布置方式对蓄热器换热速率影响较大;相变材料的导热系数提高0.1 W/(m·K),蓄热器节省约15%的蓄热时间。

φ50mm同心管柱闭式水力活塞泵的开发应用

随着地层含水的上升 ,现有开式水力泵逐渐暴露出动力液处理费用高、产出液计量不准和井下泵工作寿命短等问题。新开发的5 0mm同心管柱闭式水力活塞泵 ,采用双层同心管柱结构 ,乏动力液从内层油管进入井下驱动闭式泵工作 ,乏动力液从内层油管与外层油管之间的环形空间返回地面后重复使用。由于乏动力液不与产出液混合 ,无需对其进行处理。试验及应用表明 ,该泵的各项技术指标均达到设计要求。闭式泵动力液的费用约为开式泵的 38% ,检泵周期则为开式泵的 3

真空同心管套的热分析

真空同心管套涉及传导、辐射等传热方式，其中低压气体的热传导非常复杂，是分析问题的关键。对处于不同隔热措施的真空同心管套内辐射换热和气体导热予以准确的描述，建立了传热模型。并在考虑材料真空放气的情况下，计算了管套的当量导热系数。所用方法和技术可用于空间热物理等领域中类似问题。

同心管复合排水采气工艺技术

克拉美丽气田是具有1 000×10~8 m^3储量的大型火山岩气田,气田水平井采用?114.3 mm或?139.7 mm大尺寸管柱携带裸眼封隔器进行多级压裂改造求产,但在气井生产的中后期,随着气井产能下降,产水量上升,出现携液困难,导致气井被迫关井或间开。采用同心管复合排水采气工艺技术下入带有气举阀的小管柱:(1)根据原井的管柱结构和基本数据,优选出下入的小管柱尺寸;(2)设计的偏心式等通径气举阀工作筒,既保证气举阀牢固安装,防止气举阀磕碰,又在工作筒外形允许范围内尽可能地放大内部通径,使之与所连小管柱内径基本相等,减少或避免了节流的影响;(3)设计了专用的气举阀,优化气举阀结构和尺寸以配套气举阀工作筒;(4)用两级油管头隔开内外管空间,对气井进行气举以复产,内管可实现气井的稳定生产。现场应用实践证明,同心管复合排水采气工艺技术适用于裸眼完井水平井的中后期生产阶段,可改善气井的开发效果,有效提高气井累产气量,为同类型井的排水采气生产提供了技术思路。

同心管分层注水管柱研究与应用

哈国让那若尔油田层间矛盾较为突出、注水水质差、地质要求的注水量大(属大排量注水,全井最大注水量700m^3/d),原分注管柱不能满足该油田分层注水的要求。因此,开发了新型的同心管分层注水管柱。现场应用表明,该管柱施工成功率100%、配注合格率高,有效期长,已成为该油田实施分层注水的主要管柱。

同心管分层注汽工艺探讨

稠油热采后期,通常由吞吐转向汽驱阶段,对产层为2层以上、层间油藏物性差异大的井,需采取分层注汽,以扩大油层纵向动用程度,提高最终采收率。提出一种同心管分层注汽工艺,全面阐述了其工艺原理及流程,介绍了相应的配套工具,同时提出一种计量和调控入井蒸汽流量的简易方式,以期为稠油热采科学注汽提供一种新的思路。

同心管分层注气井筒温度场计算方法

凝析气藏注气井井筒温度场计算是循环注气工艺设计及参数优化的重要基础。根据能量守恒原理和井筒传热机理,建立了同心双管分层注气井筒温度分布计算模型,并对井口注入参数和内外油管尺寸进行了敏感性分析。结果表明,外油管直径和内外管环空注气量是影响井筒温度分布的主要因素,注气温度仅对井筒上部的温度分布有明显影响。当外油管直径一定时,内油管直径大小对井筒温度影响较小;当内油管注气量不变时,内外管环空注气量越大,井筒流温梯度则越小,井底温度也越低。

同心管注汽技术在超稠油开发中的研究与应用

随着超稠油开发水平井应用规模的不断扩大,水平井生产矛盾日益突出,尤其是水平段动用不均成为水平井普遍存在的问题。通过采用同心管注汽工艺技术,根据水平段井温测试曲线合理设计出汽口位置及排量,在井口实现对配汽量灵活调整,实现对水平段不同部位同时注汽,使水平段动用程度得到较大程度改善,开发效果得到大幅度提高,为水平井扩大生产规模,维持油田稳产奠定了基础。

超稠油水平井调剖配合同心管注汽技术研究应用

超稠油水平井蒸汽吞吐进入中后期开采阶段,逐渐暴露出水平段动用不均等开发矛盾。分析认为,蒸汽超覆作用;水平段各部位区域储层非均质性差异大,吸汽强度不均,井间汽窜严重;地层亏空加大,地层压力下降,油层供液能力不足是主要原因。依据水平井温度监测资料合理判断水平段剖面动用状况,采用同心管注汽工艺技术,灵活分配注汽量,实现对水平段不同区域分两段同时注汽,并通过注入混相凝胶调剖剂辅助同心管注汽进行蒸汽吞吐,有效封堵水平井段局部大孔道高渗透区域,抑制汽窜发生,提高蒸汽波及半径,调整水平段动用剖面,近而实现水平段均匀吸汽,达到提高油层动用程度和改善开采效果的目的。

低压气藏同心管排液采气技术研究

本文提出了低压气藏由于地层压力低,原有生产管柱尺寸不合理,井筒积液严重,从而使气井不能稳定带液生产;根据同心管压力损失及连续携液能力分析进行了同心管管柱设计;针对下步同心管在低压气藏的应用提出了几点建议。

同心管分注工艺在塔里木油田超深、大斜度、水平井的适应性浅析

塔里木油田东河1CⅢ油藏、塔中4石炭系油藏、哈得薄砂层油藏,由于纵向上物性差异大、各岩性段动用程度不一致,尤其是目前油田进入中、高含水期开采阶段,层间矛盾日趋严重,有分层注水需求。但是,由于注水井超深、井型复杂多样、地层压力高、地层温度高等因素,实施分注具有很大难度,国内外几乎无成功经验可以借鉴,所以这些区块的注水方式目前以笼统注水为主。结合塔里木油田以上区块油藏特点、注水井井况、配注水量等因素,通过分注工艺适应性分析,优选了同心管分注工艺技术,希望对上述区块分层注水的实施能提供参考和指导。

煤层气同心管气举排水工艺参数的确定方法

煤层气井在产气之前需要进行排水降压作业,同心管气举通过在生产油管中加入小油管,可以为气举提供注气通道的同时,又不影响油套环空作为气井的产气通道。结合固相颗粒在垂直气液两相流中的运移模型,给出了同心管气举条件下,不同粒径煤粉颗粒排出井筒所需要的气液流速条件。通过同心管环空气液两相流压力计算,给出了同心管气举阀安装位置的设计方法,并结合煤层气井排采过程中煤层气井的生产动态特征,给出了注气量的确定方法。对同心管气举排水工艺进行了现场试验,分析了试验气井的实际排采曲线,证明同心管气举排水工艺的可行性,以及气举参数设计的合理性。通过计算排采阶段同心管的气举效率,表明该工艺在整个试验阶段可以保持较高的举升效率。根据煤粉排出的临界条件,判断以及预测煤粉在井底沉积的可能性和时间。

翅片同心管吸附器解吸过程传热性能实验研究

为了研究翅片同心管吸附器在加热解吸过程中的传热性能,采用水浴式加热方法对30、40、50 cm三种高度不同的翅片同心管吸附器进行了实验研究。研究结果表明:在加热解吸的过程中,吸附质的脱附热随着吸附剂温度的升高而增大;在相同吸附剂温度下,冷凝管的冷凝温度越低,吸附质的脱附热越大;翅片同心管内吸附剂和吸附质的显热随吸附剂温度的升高而增大,且在相同温度下,吸附剂的显热远大于吸附质的显热;翅片同心管内传质通道的温度与吸附管中段的吸附剂温度最为接近,两者的温度相差0.1~1.5℃;与30、50 cm翅片同心管吸附器相比,40 cm翅片同心管吸附器传质通道内温度的变异系数相对比较稳定。

同心管用囊状自封封隔器的研制与应用

同心管冲砂方式可以有效解决低压力系数、易污染和易漏失油藏的冲砂技术难题,自封型隔器是实现同心管冲砂方式的关键部件。为了克服常规皮碗状橡胶自封封隔器易发生砂卡事故及寿命短的技术弊端,研制了新型Z331同心管用囊状自封封隔器。通过对封隔器的结构设计及囊状橡胶密封圈的有限元数值模拟,研究了囊状自封封隔器的工作特性、密封有效性及冲砂作业适用性能。现场应用结果表明:封隔器耐磨性强,能够实现长期有效密封,且能有效控制砂阻和砂卡管柱,提高了冲砂效率。囊状自封封隔器可在油田低压力系数漏失井或敏感地层中推广应用,具有良好的经济效益。

冲砂同心管用Z331型自封封隔器研制

在同心管冲砂方式转化作业过程中,自封型封隔器是实现井底冲砂液流转向所必需的井下工具。为解决常规皮碗状自封封隔器使用寿命短、易砂阻、易砂卡的技术难题,研制了同心管用Z331型囊状自封封隔器。通过封隔器的结构设计、工作原理及囊状橡胶密封圈的有限元数值模拟,研究了Z331型囊状封隔器的工作特性、密封有效性及冲砂作业适用性能。耐磨蚀囊状橡胶密封胶筒可有效预防封隔器密封胶筒落砂,有效控制砂阻、砂卡管柱,同时提高了橡胶密封面因冲砂作业反复活动起下管柱而所需的耐磨蚀性能。为冲砂同心管型自封封隔器的设计提供了一种新的方法。

同心管射流负压冲砂技术研究与应用

新疆油田浅层稠油水平井油砂胶结强,水平段长,导致冲砂液大量漏失,携砂液不能返出,冲起来的砂粒在水平段重新堆积。鉴于此,研究了同心管射流负压冲砂技术及配套工具,开发了同心管射流负压冲砂计算软件,形成了一套完整的浅层稠油水平井冲砂工艺。该工艺中,同心管内的冲砂液反循环造成射流与负压,从而将携砂液举升到地面,经沉降过滤后,再次作为冲砂液反复循环使用。工艺流程所需要的循环压力对地层作用小,冲砂液进入地层的量少,因此不伤害地层。同心管射流负压冲砂工艺已在现场应用114井次,最大冲砂井深1 031.43 m,最大冲砂量15 m3,单井平均漏失冲砂液4.5 m3,冲砂后大部分井产液量、产油量明显上升。

连续型同心管机器人正运动学快速求解方法

针对可在受限环境中灵活运动的连续型同心管机器人传统正运动学方法计算时间较长,不利于机器人实时运行的问题,本文提出了基于机器人几何学的同心管机器人正运动学快速求解方法,能够在精度损失有限的情况下,提高正运动学模型的计算效率.先根据Cosserat杆模型对同心管机器人进行建模,再利用李代数理论建立了机器人空间位置和曲率的关系式,并结合提出的正运动学方法,对机器人进行了基于逆运动学的开环控制实验.最后通过3管机器人的仿真和实物实验验证了本文所提方法的快速性和有效性.