尾管悬挂器

摘要： 尾管固井完井技术已成为深井、超深井、复杂结构井中不可缺少的完井方式之一,其中评价尾管悬挂器的安全可靠性是井筒完整性的重要内容和难点。为了建立一套适用于深层、超深层高温高压井尾管悬挂器安全性评价方法,以新疆南缘超深高温高压地LX1井尾管悬挂器为研究对象,基于非连续介质的非线性接触问题的有限元原理及其方法,建立了LX1井尾管悬挂器安全性评价方法及其液缸外壁压力预测的有限元新模型。研究结果表明:(1)模型中地层—水泥环、水泥环—套管、套管—水泥环以及水泥环—悬挂器液缸等,其相互界面之间全部用的接触力学有限元模型,边界条件包括地应力、井筒内压以及悬挂器双卡瓦内由下部尾管悬重产生的预拉应力,地层岩石及其水泥石的材料模式采用岩石力学中的DP破坏准则;(2)该模型可以直接获得接触界面之间的接触压力,能够准确和定量模拟计算从地层传递到悬挂器液缸外壁的压力,解决了以前的模型无法直接获得各界面的传递压力问题;(3)该模型评价了极端工况下183 MPa内压下,按API 6X规范的材料第三强度理论应力线性化分类评价方法以及采用应力包络线方法,对LX1井尾管悬挂器评价结果安全,已经在该井应用中得到了验证和应用。结论认为,建立的尾管悬挂器液缸外壁压力随井筒内压变化的新方法,已经在该区的超深井得到了应用,该方法为超深高温高压井评价悬挂器的实际承压能力及其安全性评价提供了简便、可行的计算方法,有力保障了深部高压油气的高效、安全开发。

摘要： 为解决超深井下尾管遇阻、不易到位和固井漏失等问题,开展了压力平衡式尾管悬挂器性能优化和应用技术研究。针对超深井高温高压和井况复杂等特点,开展了尾管悬挂器耐高温高压技术和现场适应性评价研究,并制定了分段循环、循环解阻和固井替浆等现场应用措施。压力平衡式尾管悬挂器中途循环排量和泵压不受限制,耐温达150°C,密封能力达35 MPa;球座式胶塞在密封间隙为28.5 mm时耐压能力可达到25 MPa以上。最终形成适用于超深井的4种规格的压力平衡式尾管悬挂器和现场应用技术,在顺北、塔河、青海等油田现场应用58口井,最大应用井深达7849 m,尾管最长达3509 m。研究结果表明,压力平衡式尾管悬挂器技术能够有效解决超深井尾管下入遇阻和固井漏失等问题。研究结果可为超深井的高效开发提供技术支撑。

摘要： 为解决常规液压尾管悬挂器高温高压环境下易出现密封失效和耐压能力不足等问题,文章开展了顶部驱动的液压尾管悬挂器及其关键技术研究。通过将液压驱动机构转移至送入工具,改变了尾管悬挂器坐挂方式,并优化设计了悬挂机构和高承载卡簧等关键机构,研制了Ф244.5 mm×Ф177.8 mm顶部驱动的液压尾管悬挂器,该悬挂器承载能力达到1 800 kN,套管内表面腐蚀状态对其坐挂性能影响较小,适用的上层套管壁厚为10.03~11.99 mm;液压驱动机构可在固井结束后随送入工具回收,整体密封能力达到70 MPa。目前,在四川和陕西地区现场试验应用4口井,均成功实现尾管悬挂坐挂,最大应用井深3 500 m,尾管最长1 546 m。经现场试验验证顶部驱动的液压尾管悬挂器性能可靠性,消除了常规工具潜在的风险点,为尾管悬挂器耐温耐压能力提升提供了一个新的方案。

摘要： 为提高深井、超深井短尾管固井施工的可靠性,针对深井、超深井摩阻大、短尾管固井悬挂尾管短和质量轻等原因造成的丢手不易判断的问题以及摩阻大造成的丢手困难的问题,通过采用尾管牵制技术及尾管悬挂器卡瓦内嵌技术,使尾管具有反向锚定锁紧及解锁功能,为短尾管提供附加载荷,便于现场施工安全丢手;制定了现场施工工艺流程,通过合理设计各级动作启动压力值,最终形成了适合于深井、超深井的短尾管安全丢手关键技术.该项技术已在塔河油田、青海油田及冀东油田等地区累计应用了72井次,成功率100％,应用最深井深为7271 m,最小规格为?177.8 mm×?101.6 mm,尾管质量最轻仅为4.4 t.应用结果表明,该项技术有助于实现尾管悬挂器坐挂、丢手操作一次性成功,提高了短尾管固井施工的可靠性,为深井、超深井短尾管固井提供了有力的技术支持和施工保障.

摘要： 川深1井是我国西南地区的第1口超深气井,具有超高温、超高压、高含硫特征,存在长裸眼、掉块多、小间隙、漏失等不利因素,尾管固井难度大.研发了具有自主知识产权的非常规系列尾管悬挂器,通过采用内嵌卡瓦、耐超高温密封组件、整体气密封封隔尾管悬挂器、新型复合钻杆胶塞技术,配合半坐半挂、防气窜压稳、套管居中工艺,保证尾管固井的顺利实施,效果显著.该非常规系列尾管悬挂器技术结合相关施工工艺满足我国西南地区超深、"三高"井尾管固井需要.

摘要： 川西气田在二开固井过程中存在环空憋堵、易发生井漏、顶替效率低下等情况,首轮开发井前期6口井二开固井质量不佳,直接影响着气井长期安全生产.结合近年来超深长裸眼大斜度井固井实践,通过开展强化井筒准备、优选固井工具、设计防漏失固井工艺、优化固井液设计等研究,成功解决了固井施工难题并在现场成功实践.固井质量优良率提高了50.29％,为川西气田二开固井质量的提升提供了有力保障.

摘要： 元坝气田?273.1?mm尾管固井时因裸眼段长、环空间隙小和尾管段长,导致尾管难以下到设计位置、中途开泵受限和替浆计量困难等技术难点.在分析地质状况、井眼条件和工具功能等因素的基础上,采用了具有压力平衡机构、卡瓦内嵌结构的无限极循环尾管悬挂器及配套胶塞系统,并制定了针对性的尾管下入措施.元坝气田7口井应用了无限极循环尾管悬挂器,实现了中途循环解阻,解决尾管难以下到设计位置的问题,尾管到位率100％,胶塞复合信号明显,实现了精准替浆作业,碰压率85％.研究结果表明,元坝气田?273.1?mm尾管固井采用无限极循环尾管悬挂器效果显著,该尾管悬挂器为元坝气田大尺寸、长裸眼段的尾管固井提供了有效的技术手段,具有一定的推广应用价值.

摘要： 二连油田在阿南和蒙古林区块的开发井以Φ139.7 mm套管完井方式居多,在近几年老井挖潜改造的悬挂器固井施工作业中,遇到小间隙井眼固井施工困难的问题.为满足开发需要,引进了渤海钻探公司研发的BH-XGY系列Φ139.7 mm带顶封装置的尾管悬挂器.该悬挂器针对二连油田小间隙井眼的固井施工,从锥套结构导流设计、钻杆胶塞和尾管复合胶塞结构优化方面入手,改进了多项结构.通过理论计算和现场应用对比分析,解决了二连油田小间隙井眼固井作业中井筒循环压力高、胶塞碰压难、固井质量不高的技术难题,在现场施工中取得了良好的效果.

摘要： 尾管悬挂器作为尾管固井技术的核心工具,其坐挂成功与否决定着尾管固井成败,研究探索悬挂器坐挂失效诱因,对于节约石油钻采成本具有重要意义.针对尾管悬挂器坐挂失效的特点,建立定量和定性结合的悬挂器坐挂失效风险评价指标体系.在模糊物元分析的基础上,结合欧氏贴近度的理论,提出了基于欧氏贴近度的悬挂器坐挂失效模糊物元模型.该模型采用综合专家评定法确定各诱因的权重,并求解模糊物元模型得出单井的欧式贴近度.应用该分析方法对四川X井和新疆Y井进行模糊物元分析,确定了风险等级,其结果与现场实际情况相吻合,验证了模型具有一定的准确性,可用于指导规避悬挂器坐挂失效的现场技术措施及应急预案的制定与关键环节把关.将模糊物元数学分析方法首次引入到石油固完井工具的风险评价中,为悬挂器坐挂失效风险评价提供了一种新的思路.

摘要： 在尾管固井中,普通悬挂器需要后期钻除上部水泥塞及其内部构件,容易造成喇叭口窜气,尾管固井质量较差.为此,开发了新型的封隔式免钻尾管悬挂器,新设计了液压坐封控制的封隔器、活动密封免钻柔性密封盒、辅助承载倒扣机构.施工作业顺序为:①将尾管管柱下入到设计位置,充分循环钻井液后,投入憋压球,待球入座后,憋压剪断悬挂控制销钉,实现悬挂器坐挂.②继续憋压,剪断球座销钉,建立循环.③下放钻杆给悬挂器施压,正转倒扣,实现送入工具与悬挂器的丢手.④注水泥施工结束后,投入钻杆胶塞,剪断空心套管胶塞的脱手控制销钉,再继续下行与碰压总成碰压.⑤卸掉水泥头接方钻杆,重新憋压,缓慢上提钻具,由液压对封隔器总成坐封液缸作用,剪断坐封控制销钉,实现封隔器的坐封.⑥起送入工具至喇叭口,循环洗出多余的水泥浆,实现全井免钻.在BQ203-H1井等井127mm尾管的成功使用表明,该封隔式尾管悬挂器坐挂、倒扣方便,碰压准确,坐封方便,封隔性能良好.

摘要： 内嵌卡瓦悬挂器结构复杂,其坐挂力学模型是预测尾管悬挂器承载能力的关键.采用矩阵理论和板壳理论,建立尾管悬挂器内嵌式卡瓦与上层套管的力学模型,研究了上层套管的屈曲失效形式,为尾管固井风险分析和悬挂器结构优化提供依据.

摘要： 哈萨克斯坦热德拜油田位于该国曼格什拉克半岛西部,2014年甲方决定尝试在该油区使用开井身结构,完井采用膨胀尾管悬挂筛管技术,并由西部钻探钻井工程技术研究院提供工具技术服务.目前在该油田成功进行了8口井的施工作业,尾管下入成功率及坐挂脱手成功率均达到100％.现场应用表明,工具入井安全可靠,中途不会意外坐封且操作简单,并可为后期采油工艺提供有利的井眼条件,不仅弥补了二开井身结构的缺点并有效地解决了以往固井后期环空出水等复杂问题.通过对膨胀尾管悬挂器的结构原理、施工工艺及现场应用的研究,分析了该工具及工艺的特点及优势,并为今后国内水平井膨胀尾管悬挂完井技术发展提供经验.

摘要： 近年来,深井、超深井、水平井、高温高压井等复杂井越来越多,固井作业者遇到了越来越多的挑战,常规尾管固井工具及工艺难以满足现场的新需求.为解决上述复杂井况下的固井技术难题,国内外加大了对尾管固井工具的研发力度,研制了新型的高性能尾管悬挂器.设计了高承载轴承、旋转机构、坐挂机构、液压丢手、顶部封隔等多个功能模块,并采用有限元方法对关键部件进行仿真分析,优化了各功能模块的结构和参数.计算和试验证明,各功能模块的性能和功能及技术参数符合设计要求.现场试验验证了高性能尾管悬挂器对现场复杂井况的适应能力,通过案例分析了现场应用情况.

摘要： 油田尾管固井技术虽然已得到广泛应用,但是还存在尾管重叠段封固质量差、容易发生油气水窜的问题,特别是目前高压油气井越来越多,对尾管固井质量提出了更高的要求.针对上述问题,在尾管悬挂器的基础上,进行了坐挂、坐封机构一体化设计及超高压封隔技术研究,研制了超高压封隔式尾管悬挂器,实现了悬挂、封隔两种功能,在固井完毕坐封封隔器,能够有效地对重叠段进行高压封隔,防止油、气、水窜的发生.重点从整体结构设计、金属膨胀封隔机理、材料优选、性能试验等方面进行了深入研究.地面试验和现场应用表明,该新型超高压封隔式悬挂器坐挂、坐封可靠,操作简便,且可允许大排量循环,防止了常规结构存在的提前坐封现象,有效地解决了尾管固井过程中环空窜流难题,具有极大的推广应用价值.

摘要： 川中高压气井纵向上存在多产层、多压力系统,须家河之上浅层气及嘉陵江组、飞仙关组等高压气层显示活跃.区块整体固井质量较好,但钻完井期间有12口井B、C环空异常带压,Φ177.8mm尾管固井质量差,是常规水泥石高脆性易受损环空带压的重要原因.基于此,针对性地优化了韧性微膨胀水泥浆体系,形成了“以快治气”防窜固井工艺,推广应用封隔式尾管悬挂器.现场应用12口井,Φ177.8mm尾管固井质量声幅评价段平均合格率由52.98％提高至73.18％,较好地解决了钻完井期间环空带压问题.

摘要： 随着复杂勘探开发井的增多及油气井技术的发展,对特色固井完井工具的需求也越来越多.本文介绍了自膨胀封隔器、随位自动脱挂尾管悬挂器、自通径分级注水泥器及免钻盲板等4种特色固井工具近年来新的研究进展情况.通过3年的研究,研制出了5种不同配方的遇油气、遇水自膨胀材料;基于此,研究出了3种不同用途6种结构的自膨胀封隔器,为解决水泥环油气水窜、长水平段水平井封隔及压裂、智能完井等,提供了一些新的结构简单、易安装的封隔手段;经过多年研究,研制出能旋转的随位自动脱挂尾管悬挂器、能满足气井需求的金属密封自通径分级注水泥器、可用于贯眼完井性能可靠的免钻盲板.

摘要： 本文详细分析了API圆螺纹和偏梯螺纹在密封和强度方面的缺陷,说明了抗高压气密封螺纹的特点和技术性能,并将抗高压气密封螺纹设计到尾管悬挂器等固井工具上,在现场得到了试验应用,取得了良好的效果.

摘要： 大庆油田深井固井具有地质情况复杂、井身质量不易保证、地温梯度高、封固段长、固井后容易发生漏失和环空气窜等难点,且地层中含有腐蚀性流体,对水泥浆性能、工具附件安全及固井施工质量提出了更高的要求.为提高固井质量,成功研究并应用了抗高温双效前置液体系,抗高温微膨胀防窜胶乳水泥浆体系和抗高温大温差低密度(1.30～1.50g/cm3)水泥浆体系,应用了尾管、回接固井工艺,全井一次封固技术及配套施工工艺技术,取得了良好的效果.

摘要： 本实用新型公开了一种本实用新型提供的一种尾管封隔器坐封装置，包括芯轴，依次套接在芯轴上的上接头和弹性坐封部件，弹性坐封部件包括可径向向外弹开的弹性套和用于对弹性套施加轴向弹力的弹性件。其中，弹性件与芯轴固定连接，弹性套抵接在上接头和弹性件之间。本实用新型的尾管封隔器坐封装置中通过对弹性坐封部件的结构进行设计，弹性坐封部件在弹性件的推动下能够顺利弹出，相比于现有技术中采用弹性件驱动挡块坐封方式的坐封装置，其能够避免因受岩屑影响而导致的阻碍挡块弹出的问题。同时，本实用新型中的弹性坐封部件还能够增大与回接筒的接触面积，减小了两者之间的接触应力，更好地保护了回接筒的端面。

摘要： 本发明公开一种通过电缆带触发器通信控制的尾管悬挂器倒扣装置及方法，其控制方法为：a、将尾管悬挂器倒扣装置上端与钻杆连接，尾管悬挂器倒扣装置下端与提升短节连接，提升短节与尾管悬挂器连接；b、将步骤a中连接完成的管串下入钻井中，当尾管悬挂器位于作业位置时，从井口下入电缆，电缆最下端设置有井下触发器，井下触发器下井前处于启动状态，将井下触发器送至与自动倒扣装置同一井深位置处，井下触发器内置有电阻丝持续产生热量；c、尾管悬挂器倒扣装置内设置有温度传感器，当温度传感器监测到的温度超过提前设定的温度阈值时，尾管悬挂器倒扣装置进行倒扣动作。利用本发明可避免由于钻杆过长，导致扭矩传递不到位，井下螺纹无法完全脱开的问题。

摘要： 本发明涉及一种送入工具、尾管悬挂器及包含它们的尾管悬挂总成。送入工具包括：芯轴；套设在所述芯轴外的坐挂驱动机构；丢手机构，所述丢手机构连接在所述芯轴的下端，所述丢手机构包括朝向外侧的第二螺纹部，所述第二螺纹部构造为能用于与尾管悬挂器的悬挂器本体上的第一螺纹部相接合，所述第二螺纹部构造为不能相对于所述芯轴转动；以及连接机构，所述连接机构构造为能与所述尾管悬挂器的回接筒相接合；其中，在正常坐挂和非正常坐挂状态下，通过旋转所述送入工具的芯轴，都能使所述悬挂器本体的第一螺纹部与所述丢手机构的第二螺纹部分离，并使所述回接筒与所述连接机构分离。

摘要： 本发明涉及智能控制尾管悬挂器送入工具及投放式信号器。该送入工具包括：纵向延伸的内管；套设在所述内管外的用于激活所述尾管悬挂器的坐挂操作的液压缸套，在所述液压缸套与所述内管之间形成液压腔；以及控制短节，所述控制短节包括驱动泵，所述驱动泵构造为用于向所述液压腔内泵送流体，以允许所述液压缸套相对于所述内管发生移动。

摘要： 本发明提供了一种尾管悬挂器组件及其顶部机械膨胀式封隔器，所述机械膨胀式封隔器包括受剪切力可断裂连接件、下接头、中心管以及从上到下依次套装在所述中心管上的座封推筒、止退环、调节螺套、第一胀环、第一密封锥环、胶筒、第二密封锥环和第二胀环。所述第一胀环和第二胀环能够径向膨胀扩张，胶筒能够在挤压作用下爬升至第一密封锥环和/或第二密封锥环的外圆周上用其径向尺寸填满环空间隙以实现密封。在油气田钻井工程技术及装备井下作业工具领域，本发明的尾管悬挂器组件及其顶部机械膨胀式封隔器，改变了传统压缩封隔器的覆盖原理，实现了薄壁胶筒机械封隔较大环空间隙，能实现较大排量固井施工，有利于提高固井质量和固井防窜效果。

摘要： 本发明提供了一种封隔器密封装置及尾管悬挂器。密封装置包括中心管、以及依次套接在所述中心管上的弹性防突挡套、剪钉、变径胀锥、密封环以及支撑套，弹性防突挡套能够沿中心管径向向外扩张以贴紧坐封环空外壁；剪钉用于将变径胀锥固定在所述中心管的外壁；变径胀锥能够在受到坐封下压力时沿中心管轴向向下移动；密封环与所述变径胀锥相互配合设置，受到坐封下压力后，变径胀锥插入密封环内能胀大密封环；支撑套用于支撑所述密封环。所述尾管悬挂器包括上述封隔器密封装置。本发明的密封装置能够实现与坐封环空壁之间的零间隙或极小间隙，能够避免密封环在高压下从金属元件间的间隙中挤出使密封性失效的可能性，能够提升密封能力。

摘要： 本实用新型涉及固井工具技术领域，是一种尾管悬挂器专用防尘罩及尾管悬挂器专用防尘装置，其包括扶正环和位于扶正环下方的密封环，二者通过紧固件固定连接，在扶正环内沿圆周分布有上下贯通的上过流孔，在密封环内设有与上过流孔相通的上下贯通的下过流孔，在上过流孔与下过流孔之间固设滤网。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其安装于尾管悬挂器的回接筒和中心杆之间的环形间隙内，有效地过滤了循环钻井液中的大颗粒杂质，保证了丢手机构的清洁和有效；同时内部设有相通的上、下过流孔，使尾管悬挂器环腔内液体保持流通，保证了回接筒内外压差为零，避免回接筒被井内高压挤压变形，具有安全、省力、简便、高效的特点。

摘要： 本实用新型公开了一种尾管悬挂器尾管胶塞直连短节，其包括中心管旋转短节、空心短节和复合胶塞，中心管旋转短节与空心短节通过螺纹和螺钉连接，所述空心短节攻有凸螺纹，复合胶塞攻有凹螺纹，空心短节和复合胶塞通过凸螺纹和凹螺纹相互螺纹连接；复合胶塞上设有三个大胶盘和两个小胶盘，大胶盘和小胶盘底部均增设有盘托，复合胶塞上部还上下对应地设有内卡槽和卡环，内卡槽用以和钻杆胶塞密封锁死，卡环用以和球座密封锁死。将本实用新型的尾管胶塞直连短节连接在悬挂器中心管上，在倒扣过程中，下部密封不转动，减小了阻力；且在倒扣过程中，尾管胶塞不转动，避免了尾管空心胶塞的损坏，引起固井事故。

摘要： 膨胀管悬挂式尾管悬挂器，包括送入工具，送入工具外设置有带有膨胀锥液缸的膨胀管，送入工具与膨胀管之间设置有膨胀锥液缸销钉，送入工具的管壁上设置有膨胀锥液缸进液孔，膨胀管的外壁设置有橡胶环，膨胀锥液缸内设置有膨胀锥，膨胀锥的下方设置有锥环滑套，锥环滑套与送入工具之间通过锥环滑套销钉固定连接；送入工具的下部还套设有尾管管体，尾管管体与送入工具之间设置有嵌入式锥环，尾管管体上设置有锥环滑套沉入孔；锥环滑套与嵌入式锥环连接；送入工具内设置有用于放置膨胀液缸球的膨胀液缸球座，膨胀液缸球座与送入工具之间通过膨胀液缸球座销钉连接。本实用新型具有结构简单，作业可靠的特点。

摘要： 本实用新型提供了一种尾管悬挂器组件及其顶部机械膨胀式封隔器，所述机械膨胀式封隔器包括受剪切力可断裂连接件、下接头、中心管以及从上到下依次套装在所述中心管上的座封推筒、止退环、调节螺套、第一胀环、第一密封锥环、胶筒、第二密封锥环和第二胀环。所述第一胀环和第二胀环能够径向膨胀扩张，胶筒能够在挤压作用下爬升至第一密封锥环和/或第二密封锥环的外圆周上用其径向尺寸填满环空间隙以实现密封。在油气田钻井工程技术及装备井下作业工具领域，本实用新型的尾管悬挂器组件及其顶部机械膨胀式封隔器，改变了传统压缩封隔器的覆盖原理，实现了薄壁胶筒机械封隔较大环空间隙，能实现较大排量固井施工，有利于提高固井质量和固井防窜效果。