高围压分支井底座优化设计

摘要

随着分支井技术应用的不断扩展,深度不断增加,高围压、高钢级厚壁套管是分支井系列工具必须面临的挑战.在深井高围压条件下,如长深D平1井,井深3246m、围压40MPa的情况下,曾出现底座因液压系统失效而无法坐封的问题.在近两年的现场推广中,深井、高围压等复杂井况的应用需求不断增多.针对这一问题,对底座活塞结构、液缸的壁厚、粗糙度、密封间隙、卡瓦的材料、分布、齿型等关键影响因素,以有限元力学分析方法为主进行了优化设计,并采用系列地面试验予以验证,提高了造斜器底座在深部高围压井中的适应能力,成功应用于哈萨克斯坦H8309井(围压70MPa)等近10口井中,其他分支井专用工具也按此方法进行了优化升级,将51/2～95/8in系列分支井工具围压适应能力提高至75MPa,拓宽了分支井系统工具的应用范围.本文通过计算分析,阐述高围压引起液压系统失效的原因,以及分析在外载荷下卡瓦的受力状态,从而提出分支井底座的改进方向,改进后的分支井底座成功运用到H8309井.