摘要：四川盆地南部地区深层页岩气井固井作业中施工压力高(60~80 MPa),井口固井水泥头的操作难度和安全风险较大。为此,研制了一套与常规水泥头结构、工作原理完全不同的?139.7 mm高压气动有线远程控制双胶塞水泥头(工作压力为90MPa)。该水泥头主要设计原理为:采用转动90°开关挡销机构同步控制3个流道(主流道、旁通流道、主流道与旁通流道之间流道)的开启与关闭;利用开关挡销机构90°旋转实现了流道切换和胶塞投放一次性完成;气动控制系统由气动控制箱和气动挡销总成等组成,气动控制箱一边接井队气源,另一边接水泥头;借助井场气源,通过气动控制箱控制水泥头上各个旋转阀的开关,通过操作控制箱上的手柄,完成胶塞投放、流道切换。室内测试与现场应用结果表明:(1)室内测试该水泥头各项性能良好,在带压40 MPa的条件下,转动旋塞开关2 s完成、静水压密封压力为100 MPa、强度压力达137 MPa;(2)现场应用5井次均获成功,启动控制系统到胶塞释放入井时间均不到3 s,远程距离5~20 m可调,整个施工过程连续稳定;(3)与常规水泥头相比,从注完水泥浆到开始顶替这一固井阶段节约时间4~6 min。结论认为,所研制的高压气动远控双胶塞水泥头抗压能力强,远程控制系统可靠,水泥头操作的安全性和便捷性都得到了保障,为现场固井作业自动化奠定了基础。

摘要：针对深井、超深井的固井特点及其特殊要求,研制了系列新型高压水泥头。该系列水泥头由顶盖、本体、胶塞指示器、挡销、平衡管等部件组成,具有主要承力件强度大、新型平衡管更易于拆卸和保养等特点。同时该系列水泥头选用高强度材料,采用最优化设计方法设计,运用实体设计模拟软件进行模拟,达到更为安全可靠的目的。该系列水泥头已在塔河、胜利、华北等油田广泛应用,并取得了良好的应用效果。

摘要：深井、超深井尾管固井作业中施工压力高,井口固井水泥头的操作难度和安全风险较大,为此,在对常规水泥头机械结构进行改进的基础上研制了远程控制水泥头,结合水泥头机械结构的特点设计了气动驱动系统,并采用无线通讯控制技术进行气动驱动系统远程操控,从而实现远程控制水泥头投塞、投球和固井管汇通断。室内测试结果表明,远程控制水泥头满足现场试验要求。远程控制水泥头在某地热井固井作业中进行了现场试验,通过远程控制水泥头控制终端,顺利完成了各项功能动作,达到了设计使用要求。远程控制水泥头的成功研制,为井口高压环境下固井作业安全提供了保障。

摘要：自动化固井技术的发展是石油行业工程技术支撑和保障能力的重要标志,但国内自动化固井技术目前还处于起步阶段,其所需的自动化固井装备还未成型。鉴于此,研制了固井自动监控水泥头及闸阀系统,创新开发了由自动水泥头、闸阀监控橇和自动控制系统组成的软硬件系统,实现了固井作业井口操作的远程监控和自动化控制,使作业人员远离井口高压区,提高了作业人员的安全性,同时开发出现场作业数据实时采集与操作控制系统,解决了现场作业施工精准性和工序衔接紧密性不足的问题,提升了固井作业的可靠性和精准度。现场应用结果表明,该系统远程操作动作执行到位,现场作业数据采集准确,并与其他自动化固井装备联动成功,工序衔接紧密快捷。固井自动监控水泥头及闸阀系统的研制成功为全流程自动化固井工艺技术核心攻关奠定了重要的井口装备基础。

摘要：介绍了3家国外公司的远程控制顶部驱动水泥头(Halliburton公司CommanderTM1000水泥头、Weatherford公司BA-RCTDH水泥头及Baker Hughes公司Launch PROTM水泥头)的结构、工作原理等技术情况。对比分析了3种水泥头技术性能、胶塞投放方式和控制方式等特点。分析结果表明,远程控制顶部驱动水泥头具有高耐压、高承载及高承扭等特点,是适用于套管及尾管固井的高端固井工具。最后指出我国需加快研制具有自主知识产权的水泥头产品。

摘要：在用的SY/T7084标准仅适用于70 MPa及以下工作压b力的水泥头,不能满足固井工艺技术的发展需求。本文通过论证,引入压力容器标准作为水泥头的设计依据,给出了材料选择、壁厚计算、管汇连接等关键项目的设计原则,对高工作压力水泥头的设计与制造具有一定的参考价值和指导意义。

摘要：固井水泥头是固井作业中必不可少的井口工具。文中对长庆油田固井水泥头的结构设计及各主要部件的工作原理及性能进行了介绍。

摘要：为配合旋转尾管固井,水泥头不仅要具备旋转功能,而且要承受拉伸及扭转载荷,使其结构发生了根本变化。威德福、贝克休斯、斯伦贝谢、哈里伯顿等国外公司均研制了成熟的顶驱型旋转水泥头产品,国内中海油服与宝石机械联合进行了顶驱型机械旋转水泥头的国产化研制。文中介绍了国产顶驱型机械旋转水泥头的结构、工作原理和关键技术。现场应用情况表明,该产品主要技术指标及性能均满足设计要求,技术先进,工作性能稳定,满足了现场使用需求。该顶驱型机械旋转水泥头的研制为当前深水固井作业提供了装备保障。