河南油田工程院自主开展海上工具研制开发

　　“旱鸭子”拿出高水平海洋工程产品
　　[中国石化新闻网2015-08-03]6月中旬，中海油服再次向河南油田工程院打来电话，提出继续合作意向。一个服务海洋的上市公司为什么会青睐一个内陆科研单位？
　　这源自他们之间的第一次友好合作。今年3月19日，河南油田工程院历经一年多艰难攻关，独立自主研发的“海上热采防污染管柱配套工具的研制及工具高温工况试验”项目，顺利通过中海油服的验收。这套工具在实际应用中效果良好，为该院进一步开拓外部市场开辟了新天地。
　　稠油热采防污是世界难题
　　2013年5月，河南油田采油工程技术专家马宏伟接到中海油服科研人员的求助电话。对方说，他们在9.625英寸套管井防污染热采技术上遇到瓶颈。
　　海上石油开采，环保要求非常高，稠油热采防污更是世界难题。目前国内普遍采用的压井防喷技术会对油层产生冷伤害，造成油层污染，如果压井液比重过小，还可能发生井喷造成海上污染。
　　对方需要一种能够控制开关的防污染管柱，实现不压井作业。但是，目前国内现有的井下工具密封件，要么耐高温高压，要么耐中低温高压，缺少高低温下均耐高压的封隔器。国际上也在探索阶段，没有现成的经验可供借鉴。他们找到河南油田工程院。
　　“我院具有成熟的陆地稠油热采技术和40年的热采经验，以前在密封件方面有一些积累，有实力完成这个项目。”工程院院长魏淋生接受了这个挑战。
　　2013年6月，工程院与中海油服正式签订海上热采防污染管柱配套工具的研制及工具高温工况试验合同。
　　解决封隔器密封件问题，填补国内超高温密封材料空白
　　合同签订后，以马宏伟为总负责的工程院项目组成员，查阅资料、实地调研，提出了一种适合海上热采井工况条件的防污染工艺方案，该方案获得通过。由于没有成功的经验可以参考，所有的工具都需要自主研发。
　　这个项目的关键是选出合适的封隔器，而封隔器的密封件是其核心部件。“如果把封隔器比作一扇自动开关门的话，密封件就是门上的锁。锁如果做不好，门就无法设计。”马宏伟说。
　　要造门，先制锁。他们买来国外的两个封隔器试验，失败了。在制锁材料的选择上，他们先选择国内常用的碳纤维复合胶筒试验，发现不能满足海上热采350摄氏度时耐压20兆帕的要求。他们采用改性聚四氟乙烯，发现它具备耐高温高压性能，但当温度降到200摄氏度时，封隔器漏失，只好再次放弃。
　　项目组向胶筒的密封问题发起进攻。
　　经过反复试验和摸索，马宏伟创造性地研制出以柔性石墨为主体、改性聚四氟乙烯胶套为保护套的组合密封件。经过50多次高低温交替试验、改进、优化，最终达到密封要求。这项成果填补了国内超高温密封材料的空白。
　　热采防污染工艺管柱全部达到技术指标要求
　　海上热采井的套管内径是220.5毫米，大直径防污染热采悬挂密封器是实现热采防污染工艺的重要工具。这么大直径的封隔器国内闻所未闻，得自己研制。而且海上稠油开采成本高，打一口井动辄数亿元，设计出来的封隔器必须能够下得去、封得住、起得出。
　　封隔器的设计是个系统工程。他们反复讨论，最后确定设计方案，反复试验20多套次，使产品达到合同要求。
　　海上热采管柱要实现防污染功能，需要单流机构，在注汽和采油时连通地层，焖井时自动关闭，以此达到不压井的目的。但是在热采井高温状况下，单流阀的设计难度非常大：既要耐高温高压，又要满足阀体在开启和关闭的动作转换时的密封。密封机构的设计相当困难。
　　一天，马宏伟在家吃饭，看到餐桌上放着的茶壶，眼前一亮：“如果单流开启装置也像茶壶开启一样，不就好了吗？”他放下饭碗，抱着茶壶就跑向办公室。
　　经过连续3个月的中间井试验和反复改进，热采防污染工艺管柱全部达到技术指标要求。
　　“海上热采防污染管柱配套工具的研制及工具高温工况试验”项目以充足的数据，获得用户好评。