顾培文口中的地下“动车”,指的是他们自主研发的大功率
牵引器,它可以输送仪器至页岩气井长水平段深处,完成各类特色测井、射孔等施工任务,并能帮助解决压裂过程中的复杂工程情况。
目前,地下“动车”在涪陵页岩气田累计完成500口气井的施工任务,为页岩气开发节约大量工程费用,助力气田高效低成本开发。
打破国外垄断,研发第三代国产化
牵引器
页岩气长水平段钻井是“先竖后横”,垂直钻进3000米左右,再在地底下开一条水平方向的 “横井”,这条“横井”水平段目前通常2000米以上,仪器无法依靠自身重力下放到“横井”底部,必须有输送设备将它们送至井底。
而
牵引器是一种操作方便、安全系数大的输送设备,它依靠地面控制器发出的指令,像一辆灵巧的动车,将仪器输送到指定位置,顺利完成施工任务。
记者眼前的
牵引器,呈长圆筒状,直径80毫米,长7米,从侧面看去,只有一个橙子大小。
“这是我们研发的第三代国产化产品了,别看它个子不大,能耐不小,它在套管里牵引仪器或设备,既能拖,还能拽,最大负载达到1.1吨,打个比方,体重100公斤的胖子,它能够带上10个,跑得依旧有力,动力十足。”顾培文亲昵抚摸着
牵引器介绍。
神奇的地下“动车”在研发道路充满了辛酸。
最初,公司
牵引器研发团队只能眼巴巴地看国外公司的
牵引器在页岩气田“表演”,想观摹学习国外先进的
牵引器技术,却只允许远看施工井场,现场装备不能靠近,核心技术更是只字不提……
为了冲破国外技术壁垒,测录井公司决定研发具有自主知识产权的国产
牵引器,他们与相关院所合作,于2013年开发了第一代国产化
牵引器,在接下来的多年里,他们在实践中不断改进研发,形成6大特色水平井输送技术,居国内领先水平,广泛应用于国内各油气勘探区域。
目前测录井公司已研制出第三代
牵引器产品,获得国家专利6项,并形成研发、制造、销售、服务“四位一体”格局,计划往国内外市场销售。
改进技术,施工纪录成为“易碎品”
去年3月18日,测录井公司采用大功率
牵引器完成了焦页2-5HF井固井质量测井任务,将仪器从2760米牵引至5902米,刷新了牵引距离3142米的国内纪录。
这是测录井公司不断改进技术,让施工纪录成为“易碎品”的一个典型事例。
近两年,涪陵页岩气井的水平段越来越长,要让
牵引器冒着90℃以上的井筒高温,拖着因水平段不断增长而导致的越来越长、越来越重的电缆负重前行,不论是材料选择上,还是牵引系统、吊装保护系统、控制装置等改进上,都存在很多难点。
公司不惧挑战,不断与技术难点“较劲”,持续加大技术改进力度。他们改进
牵引器驱动电路,设计和改进了保护电路,让地下“动车”的牵引力更加强劲,电路运行更加平稳;他们将牵引方式由弹簧机械式改为液压式,提高推送动力和越障能力;他们不断增加
牵引器段数,现在,一个
牵引器可挂接4个牵引段,“还可延长牵引段,像动车组一样,挂接多个车箱,提高牵引能力。”顾培文说。
焦页88-2HF井最大井斜达106.75度,要进行牵引施工,就是让地下“动车”一路在上倾的陡坡上前行,施工难度极大。为不让
牵引器顺坡下滑,技术人员增设刹车短节,增加牵引轮内部柔韧性和表面硬度,加大了牵引轮与套管壁的接触面积,使牵引轮的“巴地力”更强,摩擦力变大,出色地完成该井的施工,创造国内
牵引器施工最大井斜纪录。
截至目前,测录井公司创造并保持着20多项全国及中石化纪录,地下“动车”战绩显赫。
推行
牵引器射孔技术,提高效率降低成本
随着
牵引器技术的越来越成熟,公司一班人考虑,能否充分发挥地下“动车”的优势,持续扩大
牵引器技术的应用领域?于是
牵引器射孔技术成为公司扩大应用领域的首选。
在此之前,国内传统的射孔方式为连续油管传输射孔,不但施工周期长,施工成本高,而且在超长水平井中容易出现连续油管自锁等问题,给射孔作业带来不小的阻碍。
公司创新思路,将
牵引器与多级射孔施工相融合,在国内率先研发
牵引器输送射孔技术,解决连续油管射孔的技术“瓶颈”。
由于射孔枪在套管内点火爆炸,冲击力非常大,对
牵引器安全性能、抗震性能提出了很高的要求,技术人员天天“泡”在井场和工房,反复开展改进试验,他们加装了安全短节,通过物理法隔离
牵引器与射孔工具串,优化了高电压防护系统和短路保护系统,制订严格的岗位作业指导书,终于取得了现场应用实验的成功。
公司信心满满,于去年5月21日,首次在涪陵页岩气田焦页86-1HF井进行
牵引器射孔施工,技术攻关项目组认真抓好关键节点管控,严格执行“一串2簇”的施工要求,使回拖、校深、点火一气呵成,优质安全完成施工任务,施工周期减少了50%,施工成本下降70%。
焦页82-2HF井井筒内带沙,在第2、7、10段压裂施工中遇到了泵送射孔超压的难题,用常规技术手段无法解决,公司成功运用
牵引器射孔技术,打开地层通道,解决了工程复杂情况,促进该井优质完成压裂施工。
“
牵引器射孔技术具有工效高、成本低、精度高等优势,是页岩气开发技术中的‘利器’。”顾培文说,“目前,我们在涪陵气田已累计运用60多井次,助力气田高效低成本开发。”
(戴莹 谭显庆)