针对油气田在生产过程中卡钻式井下落物打捞作业的难点,开展了液压震击解卡工艺技术研究.利用液压蓄能原理在近卡点产生向上的动载荷,以保证为被卡落鱼提供巨大的震击力,提高解卡成功率.该技术采用小修作业设备,配套液压上击器、液压加速器及可退式打捞工具等,能够有效地解决因砂卡、垢卡及工具不解封等造成的井下落物的打捞.已在J油田XL采油厂开展矿场试验12井次,节约了作业费用,实现了降本提效的目的.
修井作业过程中,需要对管柱进行大量的起下、排放作业,劳动强度大、安全风险高.钻台机械手能够实现管柱在操作平台与排放架之间的移送操作,可有效提高作业效率,降低劳动强度,提升修井作业自动化水平,为此研制了 一种专门用于修井作业的钻台机械手,并对钻台机械手的结构、主要技术参数、技术特点进行了阐述.采用静力学分析方法对臂架各构件进行受力分析,验证臂架满足强度理论要求;运用ADAMS软件对臂架伸展推扶管柱过程进行运动仿真,为钻台机械手臂架轨迹控制及变幅油缸计算选型提供依据,验证了钻台机械手水平推力及推扶半径满足技术参数要求.修井用钻台机械手的成功研制及推广应用,促进了大修自动化管柱处理系统的发展.
深水钻井补偿系统是海洋深水资源开发的关键装备.以最大补偿载荷4 500 kN、补偿精度90％、适应全球海域全天候作业要求为目标,开展了补偿系统集成设计研究.分析五种补偿类型和三种补偿机理与钻探系统的适应性及对补偿系统综合性能的影响,选择适应钻采船作业要求的补偿型式.通过补偿系统整体配置计算,确定系统主要参数.对比分布式和集中式控制两种方案,最终确定分布式控制形式.通过布置方案和结构优化,以提高作业效率、降低作业成本、提高操作维护性为目标,形成高效作业的深水钻井补偿系统集成设计解决方案.最后通过试验验证了设计方案的合理性.
海上水平井裸眼充填防砂作业中,通常利用反循环单流阀的开关实现流道转换,完成封隔器验封和循环充填等作业.针对渤海油田开发过程中小井眼充填防砂要求,研制了一种新型反循环单流阀,结合工具结构原理和管柱施工工艺,给出了工具设计准则.采用有限元分析方法研究了槽长、槽宽和槽个数对工具负荷卡爪和弹性卡爪开关力的影响,并优选出工具结构参数方案.通过室内整机试验对优选方案进行开关力和开关性能测试,室内测试表明,在推拉速度0.1～0.2 m/s、开关次数15次的情况下,实现负荷卡爪过密封筒的力为30～35 kN;弹性卡爪的开关力为18～21 kN;负荷卡爪过密封筒的摩擦力为3～5 kN,工具开关测试成功率达到100％.现场应用结果显示:新型反循环单流阀成功完成3次开关动作,开关负荷显示明显,开关力及开关性能与室内试验结果吻合,技术指标满足海上油田的需求,具有一定的推广价值.
目前,吉林油田CCUS已进入工业化推广应用阶段,部分井油压超过掺输压力,需介入控压措施,而准确预测井筒压力则是进行转喷预测和控压工艺设计的关键.CO2驱高气液比油井井筒流动具有多组分、存在相变及流型转变等特征,导致现有压降模型不适用.为了进-步揭示CO2驱油井井筒多相流动规律,准确预测井筒压降,开展了油气水三相井筒可视化流动模拟试验,明确了高气液比条件下,气体扰动对油水相间作用的影响规律;基于试验数据,通过因素分析,明确了表观气、液流速和含水率与持液率的变化关系,引入新的无因次数准数,拟合得到持液率计算新模型;综合考虑CO2在原油和水中的溶解度,以及CO2沿井筒流动的相态变化,建立了 CO2驱高气液比油井压降预测模型;现场实际测压数据验证表明:新模型最大误差为8.32％.与常用工程压降模型相比,新模型精度最高.该研究成果对保障CO2驱高气液比油井的安全稳定生产具有重要的意义.
