用于水平井的液壓丟手尾管懸掛器

張東亭等

摘 要：目前國內水平井篩管防砂完井工藝技術，普遍應用固井懸掛器加裸眼封隔器完井，用來實現懸掛篩管、密封篩套環空。完井管柱在下入過程中，若遇到特殊情況，中途坐掛則無法解封，至使完井工藝不完善。針對水平井篩管完井工藝特點，研制了Y245-152型水平井液壓丟手尾管懸掛器，在大港油田、冀東油田及蘇丹六區的75口水平井篩管完井中使用，成功率100%。本文對該工具的結構、原理及現場實用進行介紹。

關鍵詞：水平井；懸掛器；篩管完井；結構設計；現場應用

前言

水平井完井技術是作為油藏工程和鉆井工程、采油工程的橋梁。為了實現保護油氣層，各油田對部分區塊采用水平井油層專打技術，把技術套管下到油層頂部固井后，然后采用與地層匹配的完井工作液打開油氣層。再根據油層的出砂情況選擇完井篩管，實現懸掛篩管完井作業。為了有效的保護油氣層，采用一種與地層相匹配的清洗液、酸液對油層、篩管進行循環洗井，保護油氣層。

原有的固井懸掛器加裸眼封隔器及配套工具組合，實現懸掛篩管和密封油套環空，工序繁瑣。因此，迫切需要研發一套與之相適應的水平井液壓丟手尾管懸掛器。

本文針對水平井懸掛篩管完井工藝特點，研發了Y245-152型水平井液壓丟手尾管懸掛器，簡化施工程序，滿足了水平井懸掛篩管完井工藝的需要。

1.設計原理及技術參數

Y245-152型水平井液壓丟手尾管懸掛器是：（以下簡稱“尾管懸掛器”）設計的指導是吸收總結國內外同類產品先進技術及成功經驗，力求在結構上合理，機械性能靈活，機械強度安全可靠。保證在水平井中使用，能下得去、封得住、掛得住、丟得開，撈得出。

1.1常規固井懸掛器的丟手在水平井中使用存在的問題

（1）懸掛器，僅僅依靠剪切銷釘起保護作用不十分可靠。由于剛體與套管內壁摩擦易將銷釘剪斷，造成固井懸掛器誤坐掛。

（2）固井懸掛器必須與管外封隔器組合實用，而且懸掛器無解封裝置，一旦遇到特殊情況，中途坐掛，無法解封，難以處理。

（3）丟手滑套均采用正滑套，若遇到復雜情況，懸掛器在下入過程中沒等投球憋壓可

能坐掛或丟手，影響完井工程順利實施。

1.2懸掛器特點

（1）采用鎖塊鎖緊機構起安全保護作用，確保懸掛器工作前各部件與中心管牢牢鎖為一體。無論是頓撞井口，還是鋼體與套管內壁摩擦，都不能使各部件發生任何運動而引起懸掛器在下井過程中發生誤坐現象；

（2）選用倒齒馬牙機構，鎖緊膠筒、卡瓦，工作狀態不回彈；

（3）丟手采用液壓和倒扣雙保險，保證了施工的安全可靠性；

（4）具有解封裝置，便于打撈。

1.3主要技術參數

懸掛器總長：3006mm、 懸掛器最大外徑：Ф152mm、 懸掛器最小通徑：Ф86mm、

解鎖壓力： 8MPa、坐封壓力：18MPa 、解封負荷：250-300kN、工作溫度： 150℃、

最大工作壓力：35MPa、 適用套管內徑： Ф157-Ф161mm、 適應井斜：0°～ 90°、

懸掛尾管：≤1200m。

2.結構及工作原理

2.1懸掛器結構

懸掛器主要有：丟手裝置、密封機構、控制鎖裝置、錨定裝置、解封裝置等部分組成。

2.2懸掛器工作原理

（1）下入：按施工設計配好管串及配套工具，依次下入井筒內。

（2）坐封：懸掛器下入設計位置，鉆柱內憋壓8-18MPa，壓力作用在控制鎖活塞上，剪斷銷釘，打開控制鎖，卡瓦在壓力張開并且咬定套管內壁，壓縮封隔件鎖定在工作狀態。達到封隔環空、錨定懸掛的目的。

（3）丟手：懸掛器坐封試壓合格后，鉆柱內再繼續憋壓20-25MPa，壓力作用在面積差倒滑套上剪斷銷釘，鎖塊脫離約束，達到丟手的目的，即可完井。

（4）解封：若生產需要打撈時，下入與懸掛器匹配的撈矛，撈住懸掛器內壁，上提管柱剪斷解封剪環，即可解封，順利]提出懸掛器及以下管柱。

整個工作程序簡單合理，安全可靠，施工人員易掌握。

3.現場應用效果

該懸掛器針對油層專打水平井篩管完井工藝特點，研制了水平井液壓丟手尾管懸掛器。在懸掛篩管完井施工中，下一趟管柱即可完成替泥漿、酸洗及坐掛、密封環空、丟手等工藝。且懸掛器具有解封裝置，若中途坐掛，上提鉆柱即可解封懸掛器，將管柱提出。該技術解決了水平井篩管完井工藝中的生產難題，取得了良好的效果，形成了一整套水平井篩管完井工藝技術。達到了國際同類產品水平。在大港油田、冀東油田及蘇丹六區的75口水平井篩管完井中使用，成功率100%。因生產需要撈出3口井，解封成功率100%。最大下入井深3825.63m，懸掛器下入深度3323.41m，懸掛尾管502.22 m，尾管重合段僅有17.41m，懸掛處最大井斜角為90.2°等多項先進技術指標，創產值盡億元。

綜上所述，實用水平井的液壓丟手尾管懸掛器，下一趟鉆柱即可實現替泥漿、酸洗油層，又可懸掛篩管、密封環空。其經濟效益和社會效益明顯，是水平井懸掛篩管完井工藝中的理想工具之一，對水平井篩管完井工藝具有重要推動作用。

參考文獻：

[1]周全興主編.鉆采工具手冊（上）.科學出版社，2000

[2]張紹槐等.21世紀中國鉆井技術發展與創新.石油學報，2001.第6期.

[3]劉崇建，黃柏宗等編著.油氣井注水泥理論與應用.北京：石油工業出版社，2001

作者簡介：

張東亭，（1958.12-），男，畢業石油大學（華東）鉆井工程。1982年至今多年從事采油機具、完井機具研究及現場實施，高級工程師，大港油田公司工具專家。