摘要：抽汲是油气勘探开发,试油中降液诱喷的一种。作业上提抽子时,液体随抽汲钢丝绳的快速上行运动,一起排出井口。目前各油田使用的气压、液压原理及多级密封的防喷盒,对防喷盒胶皮加压力对抽汲钢丝绳完成动态密封,密封效果较前几年提高了很多。但随着新环保法的出台,目前各类防喷盒装置的密封效果不能完全满足环保要求,即杜绝一滴原油落地的污染。团队通过咨询过多家油田设计了一种新型抽汲防喷盒,利用抽汲车气源,在扶正轮下部,安装的两个对称的气嘴,对刚离开密封系统的抽汲钢丝绳进行吹扫,达到环保要求。新型抽汲防喷装置在新疆油田、吐哈油田推广应用实验30余井次,起到杜绝环境污染的效果,几年来得以广泛应用。在青海油田花土沟选择稠油、超稠油井(切XX井、牛XX井、冷XX井)相继进行实验,发现稠油清除效果欠佳。故而后期还需在此基础上进一步改进,如改变抽汲钢丝绳表面、或利用电缆带压作业防喷阻流管的原理等,真正达到各种工况抽汲作业的环保要求。

摘要：固井水泥石质量是影响油气井生产和使用寿命的重要因素,而深井、超深井的高温高压环境严重影响着水泥环的长期稳定性和安全性,是导致固井水泥环完整性失效的主要原因之一。为此,设计出一套180℃、120 MPa循环温压条件下,稠化时间440 min可调,流变、沉降稳定性及失水性能均满足超深井需求的固井水泥浆体系,并使用单轴压缩、X射线衍射、压汞、扫描电镜等测试手段分析了200℃与260℃养护温度下水泥石物理力学性能的长期变化规律及其控制机制。研究结果表明:(1)在高温200℃养护条件下,富含硅砂的固井水泥中早期会形成较多C-S-H凝胶类无定形水化产物,为水泥石带来优异的物理力学性能,但这种无定形产物在高温高压养护条件下的晶体化转变及其自身内部结构的粗化可导致水泥石宏观强度长期持续衰退;(2)在高温260℃养护条件下,加砂固井水泥水化产物主要为稳定的晶体型,虽然此温度下水泥石初始强度较低,渗透率较高,但2~90 d内强度变化在误差范围之内,长期性能较为稳定。结论认为,超深井工况下,水泥石中大量C-S-H凝胶的形成有助于提升其短期强度,但不利于其长期强度稳定,该认识对于新型抗高温固井水泥体系研发具有重要指导意义。

摘要：西部原油管网中的ZLMIP系列鲁尔泵在长期运行中,其防松键和键槽分别出现了剪切断裂和疲劳变形的问题,这严重影响了鲁尔泵的安全高效运行。零件常见的剪切断裂和变形主要是因为受载过大、振动以及疲劳损伤,利用Ansys对ZLMIP系列鲁尔泵进行了Static Structural、Modal以及Random Vibration三个模块的仿真模拟;仿真模拟分析结果表明:在额定工作转速下,ZLMIP系列鲁尔泵不会与外界激振力产生共振,但随机振动会带来一部分应力集中;而防松键受载工作时,局部等效应力偏大,防松键非常容易因载荷而剪切断裂。根据仿真结果,通过改变轴-键配合形式,将防松键的抗剪面积从100mm^(2)提升至189mm^(2),增加其装配稳定性的方式,对ZLMIP530/06型鲁尔泵的防松键进行了优化设计并加以仿真检验,结果表明新设计的防松键已满足工作要求。此研究结果为其余ZLMIP系列鲁尔泵的防松键的优化升级提供了一定的参考。

摘要：螺杆钻具配合PDC钻头钻井技术广泛应用于深部地层的钻进中,该钻井方式中钻头主要采用剪切破岩方式,对研磨性地层效果不佳。深部研磨性地层岩石强度高、研磨性强,钻齿常无法有效地吃入地层,机械钻速普遍较低。针对这一难题,研制了旋转冲击钻井提速装置,用于在常规钻井方式的基础上对钻头施加高幅低频的轴向冲击载荷。旋转冲击一方面在对岩石冲击后形成破碎坑便于钻齿吃入,另一方面对钻头施加周期性的钻压,改善钻头的破岩状态并大幅提高机械钻速。在给出旋转冲击钻井提速装置结构与工作原理的基础上,开展了冲击频率、冲击力、冲击功和关键零件强度等计算,分析表明所设计结构满足现场对复合钻进的要求。该装置在玉门油田鸭西区块进行了现场测试,将PDC钻头与旋转冲击结合的钻进和同一井上趟钻的PDC钻头与螺杆钻具的钻进对比,结果表明采用旋转冲击时机械钻速提高113%。

摘要：传统钻井方法直接对石油钻井进行施工未建立钻井技术模型,造成传统方法钻井速度慢。提出复合钻井技术在石油钻井工程施工中的应用。通过对泥质含量、横波时差、自然伽马值等因素的计算,建立复合钻井技术模型,为了使模型更有说服力,对所选取钻头的指标与相关指标设定约束条件,用约束条件变换方程模型,可以获得描述钻井行为的模型解,从而实现复合钻井技术在石油钻井工程施工中的应用。设计对比实验,实验结果表示:所提出的设计方法平均机械钻速8.66m/h,提升石油钻井速度至少一倍。

摘要：随着青海油田在基岩层不断发现油气藏,基岩油气藏的勘探开发成为主要方向。昆1-1井设计井深7300m,是青海油田最深井,邻井存在中上部砂砾岩、泥岩互层岩性杂;深部岩石致密研磨性强、可钻性差;山前构造地层倾角大、倾向固定不变;深部地层高温、高压等地质难点,导致机械钻速低,钻井周期长。针对昆1-1提速难点进行地层可钻性研究和地层自然造斜规律研究,通过优选个性化钻头、提速工具、钻具组合形成了昆1-1井快速钻井技术。

摘要：石油产业是我国国民经济发展的核心支柱型产业,高质量的开发具有着重要的现实意义。高质量的石油开采和加工制造有着较高的发展要求,对加工工艺、加工水平以及现场条件上需要有明确的参数设计,因此需要在前期的规划设计中对可能存在的风险要素进行规避,对此本文结合着实验以及工程实践工况,从工程因素、力学因素以及化学性能因素重点对钻井过程中泥页岩井壁的稳定性性能进行综合分析和探讨,结合实验室计算和工程计算的过程综合分析了泥页岩井壁坍塌压力以及破裂压力所产生的过程实验数据,并以此为基本要点提出了井壁稳定防塌优化的指导策略,并且从合理控制钻井液密度、优化井身结构以及钻井参数、强化力学特性与地应力研究等关键要点上对泥页岩的稳定发展进行综合探讨,为工程实践提供横向的参考和借鉴。

摘要：井下安全阀作为油气井完整性的重要屏障,其工作性能和力学行为对安全生产至关重要。以西部油田深井常用井下安全阀为例,建立安全阀三维有限元分析模型,根据模型各几何体的结构特点在前处理阶段对模型网格作细部处理,应用有限元分析软件的弹簧仿真功能对模型中的弹簧作等效替换,考虑坐封、压裂、开井、关井4种典型工况,分析安全阀体和关键部件的工作程序和力学性能。结果表明,压裂工况下安全阀应力值最高,为最不利工况,其最大应力与大部分部件应力差值超过250 MPa,虽整体应力强度安全系数在1.41以上,但关键零部件应力分布不均。其中,中心管大部分部位应力差值超过200 MPa,导致应力分布的折线图呈现出“山峰”式变化,其端部附近几毫米位置处应力差值超过70 MPa,导致应力分布呈现出从一点迅速上升的变化趋势;下部接头大部分部位应力差值超过300 MPa,边角附近的应力差值超过150 MPa;传力筒整体应力较为均匀,但端面局部应力有突变情况,突变值超过200 MPa。研究结果对安全阀及类似井下工具改进设计及使用具有借鉴意义。

摘要：针对钻头在软硬夹层中钻进时,由于PDC钻头破岩效率低以及侧向力激增引发钻柱横向振动和涡动,导致钻头过早失效的问题,设计了一种具有定向双齿结构的PDC钻头,并通过双齿切削有限元模拟,研究了不同布齿参数的定向双齿结构对破岩效率和局部侧向力平衡的影响。结果表明:定向双齿结构能够有效提高破岩效率,双齿间距对机械比功的影响较小,相比单齿切削机械比功减小约5.60%~6.50%;双齿夹角能够显著影响机械比功,当双齿夹角为160°时,相比单齿切削,机械比功减小约96.36%~113.82%;相同侧转角情况下,双齿夹角布齿的侧向力比单齿切削减小约33.40%~74.20%,能够有效提高钻头在过渡地层和定向钻井时的局部侧向力平衡,从而提高钻头整体力平衡效果。该研究可为PDC钻头布齿优化设计提供参考和依据。

摘要：相对于其它工艺,连续油管拖动压裂应用于浅煤层气不固井水平井有较明显的技术优势,但工具性能和压裂设计是决定工艺成功和应用效果的关键。作者基于理论研究,结合既往施工经验,有针对性地改进核心工具结构与材质,提升工具可靠性和重复使用性,同时借助压裂软件模拟不同煤层段的裂缝形态,优化压裂排量、加砂强度、铺砂浓度等参数。2020年在中海油中联煤层气公司所属沁水盆地、寿阳区域浅煤层气不固井水平用活性水加砂完成5井次32段连续油管拖动压裂,水力喷砂射孔一次成功率97%,压裂施工与设计符合率100%,工具一次入井完成全井段施工并顺利起出,获得同区块直井3~5倍稳定气产量的改造效果,改进后的核心工具性能较改进前有了本质的提高,进一步验证了活性水环空加砂压裂的可行性。