连续油管在水平井中的稳定性分析

考虑端部约束条件,建立了连续油管在水平井中的稳定性方程。用差分法求解个这方程,得到了连续油管的临界失稳载荷。讨论了井斜角,环空间隙,管柱长度和摩擦系数对连续油管在水平井中稳定性的影响。在水平井眼中,随着连续油管长度的增加,其临界失稳载荷趋于一个常数。     

连续油管传输射孔技术应用

本文针对磨030-H9井的实际情况,选择了合理的连续油管传输射孔方案：对油管穿孔实现酸化后的排液;为了防止井下落物引起的卡钻,采用通井模拟方法,为施工安全提供了保障。本次连续油管传输射孔施工获得一次性成功,大大降低了残酸在地层的滞留时间,减小了残酸引起地层污染的可能性;在井口带压的情况下,仍然保证了井控安全。连续油管传输射孔技术在四川油气田的首次成功应用,为该项技术的推广与发展奠定了良好的基础。     

连续油管在水平井中的稳定性分析

考虑端部约束条件，建立了连续油管在水平井中的稳定性方程。用差分法求解这个方程，得到了连续油管的临界失稳载荷。讨论了井斜角、环空间隙、管柱长度和摩擦系数对连续油管在水平井中稳定性的影响。在水平井眼中，随着连续油管长度的增加，其临界失稳载荷趋于一个常数。井斜角越大或环空间隙越小，管柱越不易失稳。摩擦系数的改变对临界失稳载荷的影响不大     

塔里木油田连续油管技术应用现状及前景分析

连续油管具有适应范围广、移运方便、安装迅速、自动化程度高、安全性好、效率高、可连续循环、可带压作业、通过性好等优点,广泛的应用于钻井、修井、测井、完井等各种作业中,显示出了巨大的优越性。目前,塔里木油田连续管技术的应用还基本局限于排液、冲砂、热洗等简单作业,而且年作业量也比较少,如果进行连续管技术的规模化应用,并大力研究和发展压裂、酸化、钻磨等高端作业工艺的应用,为塔里木油田油气井的修井、测试、增产及试油作业服务,不但可提高作业效率,缩短油气井的投产和复产周期,也可为解决高压、深井和水平井的作业难题提供有效途径。     

连续油管在增产技术中的应用

连续油管作业技术与装备是一项具有巨大潜力和生命力的实用性技术。目前,该项技术的应用日趋活跃,备受关注。本文结合连续油管的特点,介绍了连续油管作业机的结构,重点研究了连续油管在增产作业方面的应用技术,以及配套设备的应用。     

连续油管冲砂解堵在水平井中的应用

冀东油田G104区块拥有水平井110多口,油藏岩石颗粒胶结疏松,出砂严重;原油属普通稠油,胶质沥青质含量高,凝固点低,导致了水平井筛管段严重堵塞及近井地带导流能力的下降,直接影响了产量。只能依靠除砂、解堵技术来恢复该区的产量。针对该问题,采用外径4.45cm连续油管 RotoPulseSM旋转脉冲喷射工具 一步酸、半加强型砂盐酸体系进行冲砂、筛管清洗和近井酸化解堵对该区6口水平井实施了作业。作业后产液量和产油量是作业前的1.8倍以上,作业有效期超过200天,增产效果明显。     

大牵引力连续油管牵引器设计及仿真

针对水平井作业工具输送困难的问题,同时在满足钻磨作业的基础上,设计了基于液压伸缩原理的连续管牵引器。为满足井下牵引器对大牵引力、井下适应性、通过性、越障能力的要求,创新提出了自激式液压控制回路(无电缆),来实现牵引器协调控制相关动作,采用一种楔形燕尾滑槽弹性支撑结构,以适应井径变化同时满足障碍通过性,使用SolidWorks三维画图软件、 ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)运动仿真等软件建立连续油管牵引器的虚拟样机,验证其运动性能。结果表明:该牵引器在5~1/_2″套管中能够平稳行进,牵引力最大可达到10 000 N,满足设计标准。     

连续管安全夹持摩擦系数允许区间研究

针对连续管作业机在现场作业过程中频繁发生连续管溜管、咬伤等问题,提出摩擦系数区间对连续管安全夹持的影响研究。利用实验研究和数值计算相结合的方法,在不同轴向力和夹紧力工况下,研究摩擦系数对连续管等效应力、等效塑性变形及连续管位移量的影响。以连续管屈服强度和2‰塑性变形为评判依据,得出连续管安全夹持摩擦系数允许区间为0.4~0.6。该研究为连续管安全作业具有一定的指导意义,并为夹持系统设计提供科学依据。     

连续油管冲砂参数优化

通过将钻井流体力学与冲砂过程中的流体力学结合,详细地论述了连续油管冲砂时各种水力参数与环空返速及冲砂速度之间的关系,并给出了计算实例说明参数优选重要性。     

连续油管国产化技术研究新进展

概述了连续油管的发展及其在国内的应用情况,提出了连续油管国产化的工艺方案、存在的问题及解决办法,指出连续油管国产化时机已经成熟并切实可行。     

基于摩擦阻力系数的卡瓦闸板对连续油管夹持特性影响分析

针对连续油管作业过程中卡瓦闸板防喷器对其夹持时造成的划伤、缩颈并降低其使用寿命的问题,提出连续油管与卡瓦闸板之间摩擦阻力系数对其相互作用的影响。建立了卡瓦闸板夹持连续油管三维物理模型,基于弹塑性力学理论建立起其计算模型,以Ramberg-Osgood弹塑性模型为基础,采用数值模拟的手段分析了多种工况下不同摩擦阻力系数对连续油管最大Mises应力、轴向位移以及接触应力的影响。研究表明:适当增加摩擦阻力系数有利于减小连续油管上的应力集中,也有助于限制轴向位移避免划伤连续油管和造成卡瓦闸板崩齿,同时提高卡瓦闸板对连续油管的夹持效果。最终以屈服强度为指标,结合连续油管轴向位移量趋势变化给出摩擦阻力系数安全区间为0.4～0.6,旨在为连续油管安全作业提供参考。     

连续油管的工作能力计算

连续油管的刚度小 ,在承受纵向压力载荷时易发生正弦形、螺旋形弯曲 (失稳 ) ,因而难以承受有效的压力载荷 .讨论了连续油管在受压缩载荷时发生正弦和螺旋形弯曲的条件 ;建立了任意井眼轨迹时连续油管受力模型 ,提出了起升、下放作业时的力边界条件 ,从而可以确定连续油管的作业能力 .它包括是否可以下达预定井底并以期望的作业力进行作业 ,确定连续油管各点的受力大小和方向以判断该作业是否安全 .如果靠简单下放连续油管在井底不能实现预定作业力 ,则应使用加力器并在连续油管内部打压 ,采用迭代法求解 .同时 ,给出了简单下放和下放打压的计算实例 ,结果与实际工作相吻合     

基于涡流传感器的连续油管椭圆度在线检测技术研究

椭圆度是连续油管寿命评估的重要判据之一,椭圆度的检测技术是保证连续油管装备现场安全应用的基础。根据涡流测距技术的基本原理,提出采用涡流测距传感器周向均布检测连续油管外径的检测方法,设计研制了椭圆度检测装置样机。根据检测装置的结构特点,提出了新的椭圆度测量算法并编制相应的测量软件。通过样机精度检测实验及现场在线检测实验表明,连续油管椭圆度在线检测装置检测效率可达1 m/s,椭圆度测量灵敏度达1%。为连续油管椭圆度检测提出了一种行之有效的方法,具有良好的工程实用价值。     

连续油管作业过程中的张力与控制

连续油管作业过程中,经历了多次拉直和弯曲,产生弹性或塑性变形。应用力学分析方法求解连续油管在滚筒上缠绕或释放时,其截面弯矩、轴力、张力和滚筒扭矩,并应用实例计算,求证了滚筒恒扭矩驱动模式,连续油管在同一缠绕层半径时恒定张力模式。研究结论对连续管滚筒控制设计和工程应用有较好的指导意义。     

连续油管作业的数字孪生及其下入性

连续油管是油气行业的重要工具,实际作业下入过程的存在与传动理论分析结果差异较大,倒是现场作业面临多次下入,造成连续油管的安全隐患。针对其下入性问题,提出了连续油管的数字化模型,建立了下入过程的接触状态算法、载荷分析物理模型,对下入的全过程进行同步孪生,实现了对下入连续油管实时计算的管柱承载状态与强度校核,以及对连续油管下入性的全过程分析。结果表明：连续油管下入过程中的接触状态随下入深度实时变化,管径比和摩擦系数是下入过程自锁判定的显著影响因素。本研究所提出的分析方法可有效服务于连续油管现场作业以及实时作业安全评估,并为连续油管的使用寿命分析提供重要依据。     

连续管疲劳试验装置研制和实物试验研究

为了能比较真实地模拟连续管在实际作业工况条件下,即在弯曲和内压联合作用下的疲劳寿命,研制出了一套专门用来进行连续管低周疲劳寿命的实物试验装备。该装置可以在0￣70MPa的内压条件下测试直径范围为12.7￣88.9mm的连续管的疲劳寿命。通过对直径和壁厚为38.1mm×3.2mm的CT-80连续管进行初步实物试验,获得了连续管疲劳寿命(循环次数)与内压的关系曲线、连续管循环次数与胀径关系的曲线、连续管循环次数与椭圆度的关系曲线以及连续管循环次数与壁厚的关系曲线。实物试验结果与国际先进的软件预测结果一致。     

缺陷对连续油管极限承载能力影响分析

针对含有缺陷连续油管作业过程中极易发生卡断或拉断等事故,根据现场使用后的连续油管缺陷情况,把缺陷形状归为方形、球形和椭球形三种缺陷,并开展拉伸内压复合载荷工况下连续油管承载能力的研究。对比分析不同尺寸不同形状下含缺陷连续油管应力分布规律,在此基础上绘制轴向载荷(n=N/N_0)与内压载荷(p=P/P_0)包络线,通过现场数据直接判断连续油管是否在安全工作范围。通过有限元计算结果与API5C5标准计算结果验证有限元法的有效性和精确性。在此基础上开发含缺陷连续油管安全评估软件,获得不同型号不同缺陷形状情况下轴向载荷与内压载荷的包络线,为油田现场连续油管安全施工提供保障。     

可降解桥塞研制及其性能评价

针对水平井分段压裂施工后存在钻塞周期长,施工成本高等问题,研制了一种新型免钻铣的可降解桥塞。介绍了可降解桥塞的结构组成和工作原理,对可降解材料进行了不同温度,不同浓度条件下的降解性能试验,分析了可降解材料的力学性能,并对可降解桥塞试验样机进行高温环境下室内承压性能试验。试验结果表明：可降解材料为一种Mg-Al合金为基质,Ni-Cu合金为包覆层的金属材料,在NaCl溶液中可自行降解,且浸泡温度越高,NaCl质量分数越大,Cl_－浓度越高,降解速度越快;可降解材料的最大抗拉强度342 MPa,变形量约在5mm处发生断裂;由可降解材料加工而成的可降解桥塞试验样机在150℃高温环境下满足70MPa承压密封性能要求。研制的新型可降解桥塞在长庆油田进行了现场试验,试验效果较好。