模拟套管固井滑套工况下冲蚀实验方案设计

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2015.07.01.23

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2017, Vol. 39 ›› Issue (1): 169-176.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.07.01.23

模拟套管固井滑套工况下冲蚀实验方案设计

王国荣¹, 钱权¹, 杨昌海¹, 魏辽², 郭朝辉²

1. 西南石油大学机电工程学院, 四川成都 610500;
2. 中国石化石油工程技术研究院, 北京朝阳 100101

收稿日期:2015-07-01 出版日期:2017-02-01 发布日期:2017-02-01
通讯作者: 王国荣,E-mail:swpi2002@163.com
作者简介:王国荣,1977年生,男,汉族,湖北仙桃人,教授,博士,主要从事摩擦学理论及应用、钻头与井下工具、石油天然气装备现代设计理论及方法方面的研究。E-mail:swpi2002@163.com;钱权,1990年生,男,汉族,四川巴中人,硕士研究生,主要从事石油井控装备磨损方面的研究工作。E-mail:499870502@qq.com;杨昌海,1988年生,男,汉族,四川成都人,硕士研究生,主要从事石油装备动力学分析、表面织构技术减磨等方面的研究。E-mail:jushuichi@163.com;魏辽,1984年生,男,湖南湘乡人,工程师,主要从事油田井下工具及新材料研发工作。E-mail:weiliao.sripe@shelfoil.com;郭朝辉,1980年生,男,汉族,河北元氏人,高级工程师,硕士,主要从事石油固完井工具研发工作。E-mail:gzh@shelfoil.com

Schematic Design of Erosion Test on Cementing Sliding Sleeves in Fracturing Operations

WANG Guorong¹, QIAN Quan¹, YANG Changhai¹, WEI Liao², GUO Zhaohui²

1. School of Mechatronic Engineering of Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China;
2. Research Institute of Petroleum Engineering, SINOPEC, Chaoyang, Beijing 100101, China

Received:2015-07-01 Online:2017-02-01 Published:2017-02-01

摘要/Abstract

摘要： 新研发的井下工具必须经严格实验检验才能投放现场，因此，实际工况的准确模拟显得尤为重要。针对固井滑套在压裂时具有大排量与高含砂比的特点，设计了四泵串并联方式的工况模拟实验模型。根据实验条件，先假设冲蚀实验设备连接方案为两泵并联方式，而理论计算得出泵为管路所提供的扬程需达到35.82 m，与实测单台离心泵Q-H特性曲线相结合，最终确定了设备连接方案为四泵串并联方式。通过监测模拟冲蚀实验中的排量与含砂比，结果表明，所设计的实验方案能够满足模拟大排量（4.5~7.0 m³/min）、高含砂比（体积比25%）的冲蚀要求且存在较大余量；同时得出进行压裂作业时不同孔眼数的滑套对管路整体压力损耗、实验流量、泵送能力等影响明显。

关键词: 固井滑套, 冲蚀模拟, 扬程计算, Q-H特性曲线, 四泵串并联

Abstract: New downhole tool inventions should be used after severe tests because the accurate simulation of the actual working conditions is very important. This study explains a four-serial-parallel pump test model to simulate erosion with the creation of a large discharge and high sand content when cementing sliding sleeves were in the operating mode. First, the equipment connection scheme was hypothesized for a two-parallel pump model according to the field test conditions. Then, the equipment connection was designed so that the pump lift in the pipelines reached 35.82 m based on detailed theoretical calculation. With this figure and the H-Q characteristic curve of the actual measurement of one centrifugal pump, the equipment connection was set up as a four-serial-parallel pump model. The simulation results showed that the scheme met the erosion requirements for a large discharge (4.5 to 7.0 m³/min) and high sand content (volume ratio of 25%) and had a large allowance. Furthermore, the test showed that in all fracturing operations, different numbers of sliding sleeve eyelets influenced the overall pipeline pressure loss, test flow, and pump efficiency.

Key words: cementing sliding sleeve, erosion test, head computing, Q-H characteristic curve, four-serial-parallel-pump

中图分类号:

TE256
TH128

王国荣, 钱权, 杨昌海, 魏辽, 郭朝辉. 模拟套管固井滑套工况下冲蚀实验方案设计[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(1): 169-176.

WANG Guorong, QIAN Quan, YANG Changhai, WEI Liao, GUO Zhaohui. Schematic Design of Erosion Test on Cementing Sliding Sleeves in Fracturing Operations[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(1): 169-176.

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