桿式泵帶壓作業井下控制裝置的研制

安玉山（中國石油大港油田公司,天津300280）

桿式泵帶壓作業井下控制裝置的研制

安玉山
（中國石油大港油田公司,天津300280）

摘要：國內現有抽油桿帶壓作業裝置不適用于帶刮蠟器等大直徑工具的泵桿起下，且耐壓等級低，存在很高的井噴風險，難以推廣應用。針對該現狀，研制了桿式泵帶壓作業井下控制裝置，與桿式泵配套使用，實現對有桿泵抽油井進行帶壓作業，既能防噴又能保護油氣層。

關鍵詞：帶壓作業；桿式泵；井下；控制裝置

隨著油田的快速發展，壓井與保護油層的矛盾日趨突出。目前有桿泵完井采油在油田占相當大的比例，這類抽油井由于抽油桿桿體與接箍直徑差異較大，膠芯封堵環空異常困難。且目前斜井越來越多，扶正器、刮蠟器、防倒扣接箍等的大量使這一問題更為突出。目前國內已有抽油桿帶壓作業裝置基本不適用于帶刮蠟器等大直徑工具的泵桿起下，且耐壓等級低，存在很高的井噴風險，難以推廣應用，抽油井帶壓作業工藝技術研究始終停滯不前。為此研制了桿式泵帶壓作業井下控制裝置，與桿式泵配套使用實現對有桿泵抽油井進行帶壓作業。

1技術分析

1.1技術方案

提供一種桿式泵帶壓作業頂部固定控制裝置。先提前將該控制裝置下入井內，在單元作業施工時，通過地面控制堵塞油管內油流上行通道，然后放掉油管內的剩余壓力，最終實現無壓力、無溢流情況下起下抽油桿及桿式泵，完全消除起下抽油桿及桿式泵時的井噴風險。該裝置將傳統的帶壓作業的管內控制壓力起下，然后投堵塞器封堵油管作業，改為先關閉帶壓作業頂部控制裝置，實現油管內無壓力作業，同時無須油管內投堵塞器即可實現油管帶壓作業，使整個施工更加安全可靠。

1.2結構

桿式泵帶壓作業控制裝置由上接頭、調整短接、閥體接頭、閥體、彈簧套、復位彈簧、外管、限位彈簧、螺釘、限位環、芯軸、下接頭等組成，結構如圖1所示。

圖1桿式泵帶壓作業控制裝置結構示意圖

1.3工作原理

帶壓作業頂部固定控制裝置在下井前，帶壓作業頂部固定控制裝置閥體4和彈簧套5一起壓縮復位彈簧6，并與限位彈簧8實現掛接，隨油管下入井內后，能夠保證油套管之間的液面平衡；在桿式泵下入井內后，桿式泵的尾部短接較桿式泵的頂部掛接前壓縮該裝置的閥體4和彈簧套5，使限位彈簧8復原到原位。在油井正常生產狀態下，由于桿式泵的尾部短接使閥體處于開啟狀態，油流上行通道暢通，生產正常。在需要施工時，上提抽油桿及桿式泵，閥體在彈簧和井壓的共同作用下上行，使閥體進入閥座密封段，保證油流通道被關閉，實現密封。

在解鎖關閉油流通道、起泵時，上提抽油桿及與之連接的桿式泵，由于上提距離大于桿式泵泵長，此時桿式泵被提起，在復位彈簧和井壓的共同作用下，閥體上行并關閉封堵油流上行通道。在無壓力情況下起出抽油桿及桿式泵。

再次下入桿式泵時，直接下入桿式泵及抽油桿到閥座位置，下放抽油桿用桿式泵尾部短接打開閥體，使之離開密封位置，打開油流通道，桿式泵頂部掛接鎖緊，完成作業。

關閉油流通道之后和打開油流通道，桿式泵不壓井作業控制閥座都處于關閉狀態，因此整個起和下抽油桿及桿式泵的過程，都是在無壓力狀態下進行，無任何井噴風險。

1.4主要技術參數

（1）通徑：62mm；（2）長度：450mm

2現場應用情況

通過西4-10井等51口井的帶壓修井作業現場的實際應用，實現無壓力、無溢流情況下起下抽油桿及桿式泵，完全消除了起下抽油桿及桿式泵時的井噴風險。

3結論

該裝置能有效地保護油層，避免油層污染，節約壓井成本，提高勞動生產率，縮短產量恢復周期。能夠使半數以上的抽油井實現不壓井作業，有效解決了保護油層，并有效避免了井噴風險。

作者簡介：安玉山（1974-），男，山西五臺人，本科，工程師，主要從事井筒工程技術及井控技術研究與應用。