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砾石充填防砂高压一次充填工具的研制及应用
2025-09-30 23:14:33 责编:小OO
文档
石油工程建设2007年12月

1.2工作原理1.2.1座封

一次充填防砂管柱下至设计深度位置时,正转带动中心管转动,在摩擦力的作用下,上锥体与中心管发生相对转动,推动上锥体向下运动,卡瓦张开锚定。下放管柱,上接头件向下施加压力,胶筒件压缩,中心管件下滑,胶筒压缩距达到一定值后卡簧件挂在卡簧套的锯齿形的环槽内,防止胶筒回弹复位,保持压缩扩径状态,从而密封油套环形空间。

1.2.2

地层填砂及环空填砂

工具座封以后,油套环空处于密封状态,由油

管泵入混合好的砂浆通过地填孔挤入地层,实现地层填砂;当地层填砂完成后,打开井口套管阀门,携砂液通过绕丝管进入中心管,推动下阀球,经环填孔沿外筒与中心管环空上返至洗井孔,经油套环空排出,石英砂留在绕丝与套管环空,实现环空充填;环空充填结束后,从套管泵入洗井液,由洗井孔进入外筒与中心管环空,经环填孔将内残留的多余砂浆洗入井内。

1.2.3丢手

反洗井结束后,缓慢上提管柱,当指重表指示

载荷与下管柱原载荷相近时,上接头和反扣公接头花键处于啮合状态,正向转动管柱可将上接头和反

辉,沈朝霞,金

伟,蒲成河

(胜利油田分公司孤岛采油厂,山东东营

257231)

摘要:针对砾石充填防砂工艺存在的施工复杂、占井时间长等问题,研制出了一种新的防砂充

填工具,实现了由一趟管柱作业完成地层填砂、环空填砂和座封丢手多道工序,减少了劳动强度和占井时间。文章介绍了砾石充填防砂一次充填工具的结构、工作原理及技术特点。经现场21井次的应用,证明该工具充填、丢手及打捞性能良好。关键词:砾石充填防砂;充填工具;研制中图分类号:TE931.2

文献标识码:A

文章编号:1001-2206(2007)06-0046-02

砾石充填防砂高压一次充填工具的研制及应用

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0引言

砾石充填防砂以其适应性强、防砂成功率高、

有效期长而得到广泛的应用。但是,目前条件下完成绕丝筛管砾石充填防砂施工需要起、下三趟管柱(即:地层填砂、环空填砂、下封隔器密封),并增加冲砂施工两次,施工复杂,占井时间长,影响现场应用效果。为了降低成本提高效率,减少劳动强度和占井时间,研制了一种新型的充填工具,实现

了地层填砂、环空填砂和座封丢手多项功能一体化。现场应用表明,该工具结构合理,使用方便,性能稳定可靠。

1工具的结构、工作原理及性能特点1.1结构

砾石充填防砂高压一次充填工具由液体转向器、锚定器、密封器、丢手器等4部分组成(如图

1所示)

46

扣公接头反扣螺纹连接处倒开而实现丢手。1.2.4打捞

在下次作业需起出该工具的留井部分时,管柱下端接一个D73mm标准公扣(或常规捞矛)与留井工具对扣,然后上提,封隔器、锚定器和安全接头的剪钉分别被剪断,实现解封。

1.3技术参数

根据现场常用套管规范设计了D115mm和D150mm两种规格的工具,以满足油田油井的防砂需要。工具的技术规范[1]见表1。

表1一次充填工具技术规范

型号总长/mm钢体最大

外径/mm

钢体最小

通径/mm

适用套管

直径/mm

卡瓦张开最

大外径/mm

两端连接

螺纹/mm

座封载荷

/kN

工作压力

/MPa

工作温度

/℃

SDGY115167011562177.8131.373平式螺纹60 ̄80≤25.0≤120SDGY150167015062139.7163.273平式螺纹60 ̄80≤25.0≤120

1.4技术特点

(1)该工具集丢手器、锚定器、密封器、液体转向器于一体,实现了地层填砂、环空充填、套管环空密封由一趟管柱施工完成。

(2)液体转向器的井下控制阀门由上阀体、上阀球、下阀体及下阀球组成,该机构设计新颖,实现了通过改变井口压力,完成井下液体转向的目标,施工方便,操作简单。

(3)通过下放实现锚定座封,施工简单,座封显示准确。

(4)密封部分采用复合式密封件,机械强度高,成型负荷低,密封性能好。

(5)丢手留井部分使用了D73mm标准公扣,下端带有安全定载节头,并采用上提方式解封,打捞更加方便可靠。

2室内试验

试验的目的:检验充填工具的锚定、座封、密封及解封性能。

2.1空载试验

将组装好的充填工具一套,与中心管上、下接头连接,用手反转扶正体4 ̄10圈,卡瓦牙张开,反转中心管10 ̄12圈,卡瓦牙缩回。零部件运动灵活可靠。

2.2负载试验

将空载试验合格的封隔器下至内径为D159.42mm(D124.3mm)的套管试验井内,正转中心管20圈,缓慢下放管柱,指重表载荷一旦下降,说明管柱已锚定,继续加压力60 ̄80kN,使封隔器密封件充分涨开。从套管泵入清水(或柴油),加压25MPa停泵5min压力不下降,说明密封良好。上提负荷达50 ̄60kN时顺利解封。通过室内试验说明,工具的丢手锚定及封隔器结构设计合理,加工质量符合要求,其锚定、丢手、座封性能可靠。3现场应用情况及效果

砾石充填防砂一次充填工具于2005年12月—2006年12月在胜利油田孤岛采油厂进行了现场应用。先后在21口井进行了一次充填防砂。管柱下入深度1100~1300m,座封压力60 ̄80kN,密封压力25MPa,施工压差8~10MPa,经21井次的应用,证明该工具充填、丢手及打捞性能良好。迄今,除1口井因供液不足,开井不成功外,其余20口油井全部正常生产,施工成功率100%,平均防砂有效期213d,已累计产油17503t。

4结束语

(1)砾石充填防砂一次充填工具的成功研制,实现了以前由两趟管柱作业才能完成的地层填砂和环空填砂等多道工序,缩短了占井时间,同时也减少了对油层的损害。

(2)实现了绕丝筛管防砂管柱与生产管柱的分离,避免了由于加压而造成的管柱弯曲引起的抽油泵及杆管的偏磨,延长了油井生产周期。

(3)绕丝筛管防砂充填工具采用了旋转锚定、加压座封旋转丢手的工作方式,在施工过程中可减少施工车辆1 ̄2台次,节约了生产成本。

(4)充填工具丢手留井部分采用了D73mm标准公扣,下端带有安全定载节头,无需另外的专用打捞工具。同时采用上提方式解封,使工具打捞更加方便可靠,减少油井大修率。

参考文献:

[1]万仁溥.油田用封隔器及井下工具手册[M].北京:石油工业出版社,1981.98-101.

作者简介:陈辉(1967-),男,山东阳谷人,高级工程师,1990年毕业于江汉石油学院,主要从事采油工艺技术研究与应用工作。

收稿日期:2007-06-22

陈辉等:砾石充填防砂高压一次充填工具的研制及应用47operationbyaplanetwrappingmachineaccordingtothecoldtape-heatingwrappingprocess.Epoxyissprayedwithhighelectricvoltagesprayingmethod.Twosetsoforbicularautomaticcontroloperationlines,i.e.derustingandanticorrosion,areillustrated.Theresearchworkon3PEanticorrosiontechniqueofheatingbendingpipeissuccessfulforthefirsttimeinourcountry.Itwillhaveawidemarketalongwiththeboomingoilandgaspipelineconstructions.

Keywords:heatingbendingpipe;3PE;compositePEtape;anticorrosiontape

・Tools&Equipment・

(43)DesignofNewTypeOilPumpingUnit

MAZhi-chao(LiaoningUniversityofPetroleum&ChemicalTechnology,Fushun113001,China),SHICheng-jiang,YANGSu-fen,etal.

Abstract:Beampumpingunitshavewidelybeenusedinoilfields.Therearesomeadvantagessuchassimplestructure,highreliabilityandeasymaintenance.Buttheoilpumpingunithasthedisadvantageswhichincludeitsoptimalbalanceexistsmerelyatpartpointsanditsmovementvelocityisunreasonable,sothattheybringaboutlowenergy-savinglevelandmoreseriousdamagetowelloilpumpingsystem.Henceinthemiddleandlateperiodsofoilfieldproductionorintheperiodofheavyoilexploitation,akindofoilpumpingunitwithalongstroke,highload,lowstrokefrequencyandhighenergy-savingisrequired.Thispaperintroducesanewtypeoilpumpingunitwithoutbeambasedontheplanet-gearandfrequencyconversiontechnology,whichachievesthegoalsofalongstroke,heavyloadandlowstrokefrequency.Bymonitoringthemovementtracksofplanet-gearandgyrationprincipleaxis,themotorspeedcanberegulatedinreal-timebyfrequencyconversiontechnique,andthemechanicalshockandvibrationareavoidedduringmechanicalreverse.Itadoptstheprincipleofelevatorbalanceandreachestheoptimumbalancestateinoverallstrokeandhasthebestenergy-saving.

Keywords:mechanicalreverse;oilpumpingunit;frequencyconversion

(46)DevelopmentandApplicationofOnceFillingGravelToolforSandControlatHighPressureCHENHui(GudaoOilProductionPlantofShengliOilfield,Dongying257231,China),SHENZhao-xia,JINWei,etal.

Abstract:Tosolvetheproblemsofcomplicatedoperationandlongwelloperationtime,anewpackingtoolforsandcontrolisdeveloped.Itrealizesmulti-processesincludingstratumgravelfilling,annulargravelfilling,packingandreleasingwithpipestringoperationforonce,soastodecreaselabourintensionandwelloperationtime.Thestructure,workingprincipleandtechnicalcharacteristicsofthistoolisdescribedinthispaper.Withapplicativepracticefor21well-times,itisproventhatthetollhastheexcellentperformancesinfilling,releasingandfishingoperations.

Keywords:sandcontrolbyfillinggravel;fillingtool;researchanddevelopment

・HOISTING・

(48)AccurateControlofRelativeAnglesbetweenWorkingBeamandCraneArminEquipmentHoistingOperation

WANGZhi-yuan(SINOPECNingboEngineeringCompany,Ningbo315207,China)

Abstract:Owingtothelimitofcranehoistingcapacity,positionalinterferencebetweenbalancebeamandcranearmwillhappenundercertainconditionsduringhoistingthepetrochemicalequipmentwithlargelengthandbigdiameter,sothattheoperationhastobeingstopped.UsingAutoCADsoftwaretosimulatetherelativepositionchangebetweenbalancebeamandcranearmduringhoistingcoursecanofferaccuraterelativeanglesbetweenthebalancebeamandthecranearmandprovidein-siteguidancetoimplementhoistingoperation.ThispaperintroducesthesimulatingprocessofAutoCADsoftwareandcalculationresultsaswellasanconcreteapplicativeexample.

Keywords:hoisting;balancebeam;AutoCADsoftware;arm;anglecontrol

(53)IntegralRemoveTechniqueofLargeScaleStorageTank

SHILei(CNPCNo.1ComstructionCompany,Kelamayi834003,China)YULei,LIPeng,etal.

Abstract:Takingtheintegralremoveofa2000m3standingcylindricalstoragetankwithadomeatXinjiangKelamayiPetrochemicalCompanyforexample,thispaperdiscussesthecharacteristicsoftwointegralremovemethodsoflargescalestoragetankwhicharetouseheavycatepillaranduserollingbarswithjacksaided.Theproblemsneedingattentionduringconstructionoperationareputforward.Thisexperienceprovides

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