连续管注入头链传动的不平稳性和链条、链轮的磨损是常见问题,也是导致连续管打滑、溜管和咬伤的主要因素。为此,建立了注入头链条与链轮轮齿啮合接触力学模型,分析了链条紧边力、紧边夹角、链条伸长率对接触点位置和齿面支反力的影响,揭示了链条与链轮的啮合行为,并用Ansys仿真验证了接触力学模型的准确性,为注入头的设计和安全可靠工作奠定理论基础。研究表明,当链条紧边力增加,松边力不变时,紧边侧链条的啮入位置基本不变,松边侧链条的啮出位置向齿底靠近,齿面支反力增大;当紧边力接近松边力时,松边侧链条啮出位置的齿面支反力存在陡然增加现象;链条紧边夹角增加对紧边侧链条啮入位置及其齿面支反力影响不大,链条的啮出位置向齿底靠近;当链条伸长时,链条的啮入和啮出位置分别背向轮齿齿底方向,啮合点位置升高。

连续管防喷器是连续管作业必不可少的井控设备,其功能的好坏直接影响作业安全,而目前国内针对在役连续管防喷器的检测主要为常规的外观、尺寸检验,对其性能检测规定较少。在多方调研及研究的基础上,根据连续管防喷器的结构及各部分的主要功能,文中制定了对其适用的性能检测项目,并应用此方法进行了在役连续管防喷器的检测。

针对倒管器工作时连续管张力不断变化和变化范围大的特点,而且不同尺寸连续管张力和缠绕力不同,滚筒速度也不断变化,导致人工操作滚筒运转难度大和电机线圈经常烧坏等问题,因此需要对倒管器液压控制系统进行研究。因倒管器工作状况复杂,设计了变频液压控制系统。应用情况表明:该液压系统在保证电机线圈不被烧毁的情况下满足不同尺寸连续管倒管工作。该研究使倒管器液压控制系统操作更方便,提高连续管倒管器液压控制元件使用寿命、降低维修成本和拓宽系统调速范围具有一定指导意义。

连续管作业时,连续管上的张力与滚筒和注入头的运动状态有关。利用有限元研究了在滚筒和导向器之间连续管的张力与松弛度之间的关系,并拟合成函数关系式。然后建立了连续管注入头与滚筒液压系统的耦合动力学模型。研究发现:在匀速运动时,滚筒液压系统的溢流压力能控制连续管上张力的大小;但运动状态快速变化时,张力会产生波动。波动的幅度和波动的频率与滚筒及滚筒上卷绕的连续管的转动惯量有关:当滚筒上卷绕大部分连续管时,快速操纵连续管注入和起升速度手柄将造成较大张力波动,引起张力过小或过载;当滚筒上卷绕很少连续管时,快速操纵连续管注入和起升速度手柄将产生某个频率的张力振动,极有可能引起连续管的共振。

尽管国内已经研发出针对于连续油管落鱼的打捞工具,但是在井深较深时或者是在水平井中,由于入井管柱的屈曲,导致管柱上部地压力难以传递到底部,从而使得落鱼抓卡失败。为了应对水平井和深井连续油管落鱼打捞的问题,研制出一套利用液压来更好的抓卡的液压式落鱼打捞矛和打捞筒,该套工具结构简单合理,稳定可靠。通过流动分析,计算了合适的排量。经过实验测试取得了良好的效果,能够有效提升打捞作业效率。

注入头是连续管作业机的核心部件,也是现场统计作业机故障率最高的部件之一。根据注入头的设计指标,需满足驱动轴、被动轴、张紧缸、夹紧缸、防喷盒等动作单元的同轴度、直线度、平面度、平行度等形位公差。为满足设计要求和现场作业需求,提出了注入头检验方法,并根据此方法设计了检验工装。实际应用结果表明,提出的注入头检验方法提高了加工和组装效率,保证了注入头产品质量,有效地降低了连续管作业机的故障率。

分析了南阳二机LXGFC40型连续管作业机在油田现场使用的一些不足,研发了一款自制XD40/8×8运载车,改进了井架的设计参数和性能,改用气动绞车,增加作业过程安全性,解决了注入头只能与连续管滚筒呈一字型排列的工作问题。

为解决大斜度井和水平井中测井难题，将电缆测试技术与连续管技术相结合。对常规的连续管作业机进行改造，应用电缆密封和多通道信号传输技术，实现连续管作业过程中测井。其中，电缆密封头可密封从连续管中引出的电缆，实现液电传输的分离，密封压力可达70MPa。集流环可用多通道，360。旋转传输，可将信号从旋转的滚筒体内传输到控制室内。现场应用表明，该作业机测井改造后，满足连续管测井作业要求，实现连续管电液传输分离，电缆可准确传输井底信息，实现井底作业可视化，作业安全可靠。

注入头是连续油管测井机的核心部分，其液压系统采用目前先进的电液集成控制技术，实现模块化、集成化设计，提高连续油管测井机的自动化水平。根据连续管测井机注人头的主要功能和技术耍求以及连续管测井作业的工艺特点，液压系统方案中，设计满足负载特性要求的主驱动回路和辅助驱动回路。在此基础上，应用自动控制技术，实现连续管测井机工作过程的自动化。实验结果表明：连续管测井机注入头液压系统工作可靠，是一种理想的连续管注入头液压系统。