某海上低渗油藏油井电潜泵卡泵损坏机理分析

针对某海上低渗油藏油井电潜泵故障率高情况,深入研究发现低产电潜泵井生产波动较大,电潜泵叶轮磨损严重,以及部分高含水油井存在出砂和结垢,堵塞流体通道等因素,引起电泵卡泵过载停机,提出改进电潜泵结构、合理生产制度和防垢防砂举措等方法,有效降低了电潜泵井卡泵故障率。

新型排采泵在延川南深层煤层气井的改进及应用

针对延川南煤层气田因地层出煤粉导致机抽井频繁躺井作业的问题,开展了延川南煤层气井新型排采泵的改进及应用研究。新型排采泵游动凡尔设计为强制拉杆半球式密封,柱塞总成采用中空设计,泵径?38 mm,冲程3.0 m,冲次1~3次/min,排量4.8~14.6 m^(3)/d。新型排采泵与空心杆、油管配合使用,从而形成了生产和洗井双通道一体化管柱。既能满足正常的排水采气生产,又能实现洗井排煤粉的需求,而且洗井时洗井液不进入地层,避免了洗井液对地层的污染,实现了不起管柱作业并将煤粉从井中排出,解决了煤层气田排采井煤粉或砂粒沉积导致的固定阀失效和卡泵的问题。2022年,新型排采泵在延川南煤层气田开展了2口井现场应用,实施后没有发生固定阀失效和煤粉卡泵,措施井平均检泵周期延长285 d。现场试验表明:新型排采泵具有正常排水采气和通过洗井将煤粉从泵中排出双重功能,为延川南煤层气田防煤粉工艺提供了一种新的技术支持。

渐进式解卡技术对电泵故障停机的效果分析

某海上油田电潜泵电力驱动通过变频柜驱动电潜泵变压器,当电泵启动阻力大时,导致电潜泵电机无法启动导致躺井,损失产量。针对该问题,提出采用“反循环洗井+变频正反转+固频解卡”相结合的解卡操作新模式,解决由于井下故障卡泵引起的无法启动问题,达到解卡电潜泵目的,产生明显经济效益。

煤层气水平井煤粉产生机理及控制措施

为了揭示煤层气水平井煤粉产生机理,采用理论分析和现场实验的方法,分析了煤层气水平井产出煤粉的质量分数及颗粒粒径变化规律,提出了使用防砂尾管结合油套环空注水稀释煤粉质量分数预防卡泵的措施。研究结果表明:煤层气水平井产出煤粉颗粒粒径呈阶段变化特征,煤粉质量分数超标是导致卡泵停机的主要原因,使用防砂尾管结合井底注水稀释煤粉质量分数措施能有效延长煤层气排采井检泵周期。

旋流式井下液砂分离器的研制及应用

油井出砂造成抽油泵的磨损是油田开发高含水阶段存在的普遍现象。针对上述问题,通过经验与数值模拟相结合的方法,设计了旋流式井下液砂分离器,并分析了液相黏度、含砂量、流量对分离效果的影响。结果表明:液相黏度对分离效率的影响最大,液相黏度的增加会导致分离效率的降低,因此井下液砂分离器适用于稀油井或特高含水的油井;当含砂量低于10%时,其对分离效果的影响不明显;对于一定直径的液砂分离器,有一个合理的流量范围,可以根据油井产量的大小,选用适当直径的井下液砂分离器。现场应用表明:旋流式井下液砂分离器能有效地降低进泵液体中的含砂量,提高泵效,平均延长抽油泵寿命60 d,并能显著减少砂卡的发生。

煤层气水平井降压漏斗扩展规律研究

为了揭示煤层气水平井排采降压漏斗扩展规律,采用理论分析和数值模拟方法,分析了煤层气水平井排水形成区域降压及井间干扰的过程,排采三年后产生井间干扰作用,排采五年后平均采收率达到60%.提出了三段式管理井底压力的排采方法,实现水平井降压、提产、稳产,减少卡泵事故和修井作业.研究结果表明:水平井压降幅度与采收率呈正比;三段式管理井底压力的排采方法有利于区域压降扩展,充分释放煤层气井产能.

三交区块煤层气井煤粉产出动态规律及管控措施

为查明煤粉产出对煤层气井开发的影响,揭示煤粉产出的动态规律,制定合理的煤粉管控措施;以鄂尔多斯盆地东缘三交区块8口煤层气井和典型井SJ23-1的现场煤粉体积分数监测和排采数据为依据,分析了煤粉对煤层气井排采的影响,划分了煤层气井排采煤粉的4个阶段,根据三交区块产出煤粉的动态特征和地质条件制定了合理的煤粉管控措施;实践表明:煤粉的产出是多种因素综合的结果,排采初期和产气量快速上升期是煤层气井发生卡泵的高发期,制定的管控措施能有效地减少卡泵事故的发生,减少煤粉对储层的伤害,更好地保护煤储层,延长煤层气井的生产周期,提高煤层气井的产气能力.

煤层气井排采煤粉浓度预警及防控措施

为了解决煤层气井排采受煤粉干扰,造成产气量波动甚至频繁卡泵的问题,分析了煤层气井煤粉来源及产生机理。基于鄂尔多斯盆地煤层气井监测数据,确定了示范区煤粉浓度预警指标;针对煤粉产出的阶段变化特征,提出了螺杆泵接防砂尾管结合油套环空注水稀释煤粉浓度的防控措施。现场使用效果表明,该措施能降低进入生产井的煤粉浓度,延长煤层气排采井检泵周期。

TBM试验台刀盘混合驱动系统设计与仿真分析

针对全断面硬岩隧道掘进机(TBM)在施工时因驱动扭矩不足引发的刀盘卡死情况,提出了由变频电机和泵控马达混合驱动的方案.采集电机转矩跟随主从控制系统下的电机速度信号,叠加一个预设的常量来实时调节变量泵的排量,利用比例溢流阀溢流多余流量实现对马达工作压差的比例调节,从而实现泵马达系统对电机系统的转速跟随和扭矩可调,并基于○/2.5mTBM实验台的刀盘驱动系统指标要求完成了设计选型.在AMEsim仿真平台上搭建了负载敏感变量泵控系统(LSCS)、流量反馈比例变量泵控系统(FFPCS)和变量缸位移反馈比例变量泵控系统(DFPCS)的模型,分析对比了不同系统在同一电机系统速度信号下泵的压力和流量响应,并对比了不同比例控制策略下变量泵的效率.结果表明:LSCS无法响应电机系统转速跳变,且不适用于闭式系统,FFPCS和DFPCS均能较好地跟随电机系统的转速变化,尽管FFPCS有着更高的控制精度和效率,DFPCS的高可靠性、模块化和低成本优势更符合实际施工要求.

镁粉切割技术在电泵管柱解卡作业井中的应用

介绍了径向切割头(RCT)的工作原理及其在电泵管柱解卡打捞作业中的应用。经使用证明,径向切割头(RCT)在电泵管柱解卡打捞作业中具有安全、方便、高效的优点。

海上油田电潜泵生产封隔器解卡打捞技术

海上油田经常发生电泵封隔器解封失败,封隔器解封后再次遇卡问题,影响修井作业时效、井筒安全控制,以及油井的及时恢复投产。针对电潜泵封隔器上部连接油管丝扣拔脱而导致解封失败,封隔器解封后二次卡钻在套管接箍缝隙处的问题,根据封隔器的结构特点、材料机械性能及解封原理,总结出包括清理动力电缆、套铣磨铣封隔器及偏心打捞等一整套电潜泵封隔器故障打捞处理工艺技术,成功应用于海上油田多口井的修井作业中。

基于超级分子膜的煤层气井控煤粉方法

针对煤层气井煤粉堵塞卡泵问题,提出利用超级分子膜(SMF)形成的三维空间网状结构阻止大颗粒煤粉运移来进行煤层气井控煤粉的方法。以沁水盆地3号煤为对象开展了SMF控煤粉效果室内实验,结果表明:超级分子膜能有效将煤粉吸附成体积较小煤粉团并沉降,达到控煤粉目的;存在对应不同煤粉含量的超级分子膜合理用量,煤粉质量分数为1%~10%时,SMF中的A剂体积分数为5%~15%,与煤粉混合液用量比为15:1~4:1,SMF中的B剂体积分数为6%~9%,与A剂用量比为1:1〜3:1;当煤粉团堆积过多时,加入酸性破胶剂破环网状结构,使煤粉团恢复单个颗粒煤粉集中排出。该方法工艺操作简便,可周期进行,是一种理论上可延长煤层气井检泵周期10倍以上的控煤粉技术。

机油泵卡死现象分析及改进技术研究

机油泵是动力机械润滑系统中的核心部件。以外啮合齿轮机油泵为研究对象,针对机油泵新产品试制过程中出现的卡死现象进行有限元及理论分析。采用CFX对机油泵进行内流场数值模拟,通过Ansys Workbench,对机油泵从动部分进行热固耦合结构分析,并结合Matlab曲线拟合插值,找到卡死原因;以流体动压润滑为基础,将最小油膜厚度,温升,承载能力作为分析重点,针对卡死原因,给出合理的解决方案。最后通过相应物理实验对改进方案进行实验验证,证明了分析结果的合理性,为机油泵的优化设计开发提供技术参考。

双柱塞串联抽油泵技术试验研究

在采油过程中,如果遇到含砂高或者易结垢的井况时,往往卡泵是影响检泵周期的主要因素,在缩短检泵周期的同时,带来的是生产维护成本升高。针对以上问题笔者提出了双柱塞串联抽油泵技术,即采用上、下两个柱塞串联结构,泵筒从结构上分为三段连接。柱塞边缘处设计有内倒角结构,上、下冲程过程中,实现对泵筒内壁全程刮削,保证泵筒内壁的清洁,减少卡泵概率。现场试验2口井,平均单井产液增加13 t/d、产油增加0.55 t/d、检泵周期延长107天,年创经济效益122万元。试验表明,双柱塞串联抽油泵能够满足实际生产要求,适用于抽油机井举升工艺技术的发展。

三元复合驱无间隙自适应防卡泵的研制与应用

针对三元复合驱油井中泵筒及柱塞表面易结垢而导致漏失量大、泵效低、柱塞磨阻大、卡泵及油杆断脱频繁的问题,研制了无间隙自适应防卡泵。该装置包括无间隙自适应柱塞泵以及无间隙自适应刮削器两部分。柱塞泵利用液压自封原理,采用复合密封结构,漏失量小,泵效高,不易结垢和砂卡;刮削器采用弹簧结构使得刮削器对泵筒直径具有自适应功能,可实现对柱塞以上泵筒段无间隙有效刮垢,阻垢单向阀可以有效防止刮削器刮下来的垢颗粒的沉降,并随着井内流体排出井外。现场试验表明,该装置与常规柱塞泵相比检泵周期由50 d左右提高到400 d左右,统计平均泵效由42.25%提高到63.32%,大大提高了经济效益。

胜利油田蒸汽驱生产井高效举升配套技术

胜利油田蒸汽驱生产井产液温度高、H2S含量高、出砂、结垢,导致举升系统腐蚀、泵效低、卡泵等问题突出,针对这一现状,开展了蒸汽驱生产井高效举升配套技术研究。通过结构改进和参数的优化设计提高了抽油泵及井口密封装置的适应性,通过有限元模拟分析优化了抽油泵泵筒及柱塞间的密封间隙,运用高温高压试验优选了抽油泵阀副的材质,以适应高温条件下柱塞泵筒的密封需求。通过优化结构、优选密封盘根材质和耐高温防腐光杆,形成了耐高温防腐光杆密封技术。室内试验证明,研发的有杆泵举升配套工具在泵挂处温度200℃、井口温度170℃时仍能保持良好的性能;现场应用58井次,最长生产896d且持续有效,检泵周期平均延长207d,减少换盘根82次,泵效平均提高9.2%,单井平均日增油0.7t。研究结果表明,蒸汽驱生产井高效举升配套技术能够有效解决蒸汽驱油井的腐蚀、卡泵等问题,提效增油效果明显,应用前景广阔。

35 MPa压力体制民机液压能源系统故障工况热平衡分析

针对我国正在自主研发的35 MPa压力体制压力体制的2H/2E民机能源系统中的一套液压能源系统,分析其液压元件和液压能源系统热产生及热散失机制,建立其热平衡分析仿真模型。进一步分析液压泵斜盘卡死、安全阀卡滞在最大流量位置2个故障工况下的热产生机制,建立其热产生模型,开展系统级热平衡分析。结果表明:故障工况会导致液压油箱、液压泵、燃油箱等液压元件内的液压管路温度上升,但是燃油箱内液压管路最高温度低于燃油箱点燃温度,故燃油箱不存在点燃的风险。

弱碱三元复合驱抽油机井化学除垢技术研究

弱碱三元复合驱抽油机井结垢造成检泵频繁，分析了油井垢样组成、形成原因、除垢剂配方及现场除垢效果。研究结果表明：垢样含碳酸盐75％以上，少量的有机物和硅酸盐，中心井结垢频繁，当聚合物浓度在1800mg·L^-1和碱浓度800mg·L^-1以上时，卡泵现象发生的频率加大。除垢剂中HF6％。10％、盐酸10％-15％、有机酸5％～8％、螯合分散剂8％～12％、表面活性剂2％-4％、缓蚀剂0．1％～0．5％，除垢率大于95％，腐蚀率小于0．15g·m^2·h^-1，现场试验成功率80％。提前除垢和井口增加循环除垢装置，可以提高除垢成功率。

渤海K油田电潜泵化学解卡技术研究与应用

针对渤海K油田电潜泵泵卡影响生产且物理解卡不彻底的问题。分析了渤海K油田电潜泵结垢是泵卡主因,垢样主要由胶质、沥青质和碳酸钙镁、铁垢以及钡锶垢组成;采用低浓度的盐酸体系,具有多级电离、缓速性的多氢酸体系和以螯合剂为主的解堵体系的化学解卡技术思路,对电潜泵堵塞物中的无机垢进行酸洗、浸泡;形成了由钙镁垢体系、盐酸体系和多氢酸体系组成的多功能性化学段塞,并开展了垢样溶蚀性评价和部件腐蚀性评价。结果表明化学解卡技术配套体系对现场垢样溶蚀率高,同时对电缆、胶筒等电潜泵部件没有腐蚀风险。该技术在渤海K油田应用16井次,解卡成功率100%,启泵累产油7×10^(4) m^(3),增产效果显著,为渤海油田提供了一种高效、安全、经济的电潜泵化学解卡技术。

抽油杆解卡保护接头的可靠性设计与改进

抽油杆解卡作业是一种常见的井下作业形式,主要由于抽油杆管柱出现砂卡后进行的井下作业。尤其是出砂量大的稠油井该现象更为严重,经常造成油井砂卡现象。针对作业现场的这一实际情况,通过分析砂卡作业的操作流程和作业工序,提出了研制抽油杆解卡保护接头的方案。并应用FMEA方法对抽油杆解卡保护接头进行故障模式影响分析,确定了合理、可靠的改进方案。经过可靠性试验筛选,成功研制了抽油杆解卡保护接头,实现了解卡作业时对抽油杆本体的保护,作业效率大大提高,有较强的实用性和推广应用前景。