新型環空測試工藝管柱研制

于洋洋，高 翔，劉宇飛

（冀東油田鉆采工藝研究院，河北唐山063000）

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新型環空測試工藝管柱研制

于洋洋，高 翔，劉宇飛

（冀東油田鉆采工藝研究院，河北唐山063000）

摘要：針對環空測試工藝技術出現電纜纏繞、“月牙形”空間不足、偏心井口反彈等問題，設計了小油管環空測試工藝管柱，并研發了3種配套工具，特別是井下油管旋轉器，有效解決了斜井管柱轉不動的問題。

關鍵詞：環空測試；管柱；井下油管旋轉器；斜井

環空測試是生產測井和試井中的一種特殊工藝，早在20世紀60年代初，蘇美二國就開始此項研究，并得到迅速發展［1-2］。但環空測井存在電纜或鋼絲纏繞油管的問題，解纏方法是采用轉井口，或是采用作業機提井口方法［3-4］。這2種方法在直井操作沒有問題，但是在深斜井卻很難實現，首先隨著井深的增加，管柱變長，管柱自身的重力成倍增加；另外，隨著井斜角的增大，造成管柱根本無法轉動或是轉動后反彈，達不到環空測試的要求。本文著重講述一種新的環空測試工藝管柱，設計了多種配套工具，可滿足環空測試的要求［5-6］。

1 環空測試電纜纏繞機理

在環空測試起下井下儀器的過程中，電纜穿越“月牙形”環空截面的窄縫，而使測井電纜和井下儀器分別置于油管柱兩側的現象稱為電纜繞油管，簡稱纏繞［7］，如圖1所示。

圖1　環空測試工藝電纜纏繞示意

電纜纏繞油管大多在井底發生，當電纜過管柱底部導錐后開始纏繞油管時，由于油管柱較長，電纜纏繞形成的螺距較大，起升時阻力不大，操作人員一時難以發現。隨著電纜的提升，纏繞螺距越來越小，起至井口附近，電纜越過每個油管接箍時阻力較大。儀器提升至離井口10 m左右時，儀器不能越過窄縫，從而使井下儀器無法起出井筒，這就是電纜纏繞的結果。

2 新型測試管柱

根據環空測試電纜纏繞的機理設計了獨特的舉升工藝管柱結構（如圖2），適合在斜井上使用。舉升管柱采用?60.3mm（2英寸）油管，接箍外徑?77mm，同時配套小直徑配套工具，保障整個管柱最大投影直徑為?77mm，以增加偏心的油管柱與套管之間形成的“月牙形”環空截面積，降低電纜纏繞油管的概率，提高環空測試的成功率。另外，研制了井下油管旋轉器，該工具為該管柱的核心結構，安裝在直井段位置，當電纜纏繞油管時，通過該工具實現管柱上下相對轉動，保障電纜順利解纏。

圖2　新型環空測試管柱結構

3 配套工具研制

3.1 井下油管旋轉器

當電纜纏繞油管時，儀器提升至離井口10 m左右時，才開始轉油管解纏。對于斜井，由于井斜的原因要轉動整個管柱是很困難的，因此，考慮讓上部油管轉動，下部管柱可不轉，保證纏繞段油管正常旋轉。根據這一思路，設計了井下油管旋轉器，結構如圖3所示。該工具外徑?83mm，內徑?50mm，滿足500 k N抗拉強度及15MPa密封要求，能夠長時間承受20～30 k N交變載荷而不發生疲勞變形。

圖3　井下油管旋轉器結構

3.2 小直徑抽油泵

目前，國內主流管式泵外觀尺寸基本一致，兩端連接部分最大外徑?89mm，泵筒泵體外徑?57mm，這種兩端粗中間細的結構，當測試儀器從旁邊通過時極易造成電纜纏繞。為此，對目前的抽油泵外觀尺寸進行了改進，兩端全部改為60.3mm（2英寸）加厚扣型，方便與小直徑管柱連接，接箍外徑?77mm，另外在泵筒外部加1個套筒，本體直徑達到?70mm，減小了泵筒本體與接箍的直徑差，降低斜井中電纜纏繞油管的概率。完成了38mm和44mm 2種規格抽油泵的改進工作。

3.3 小直徑定壓泄油器

有桿泵配套的泄油器尺寸都超過100mm，完全不能滿足環空測試的需要，重新設計了尺寸小、操作簡單的泄油器（如圖4所示），主要由泄油器本體、滑套、剪釘等組成。起出柱塞后依靠油管正加壓打開泄油器，打開壓力由剪釘材質及直徑決定，通過室內試驗及考慮抽油機井工作時壓力波動的影響，最終確定采用45號鋼，4個銷釘結構，打開壓力為31 ～34MPa，最大外徑?77mm。

圖4　小直徑定壓泄油器

4 現場試驗情況

2014年，分別在G76-47和G75-1井進行了現場試驗，2口井均為?139.7mm套管，其中G76-47 井900 m開始造斜，最大井斜角20°，泵掛位置1 800 m，井下油管旋轉器安裝在500 m位置；G75-1 井990 m開始造斜，最大井斜角17°，下入?44mm小直徑抽油泵，泵掛位置1 500 m，井下油管旋轉器安裝在300 m位置。

2口井在測試前均對偏心井口進行了轉動，分別正轉和反轉2周，井口無反彈現象，隨即進行了環空產液剖面測試。測試儀器外徑?26mm，G76-47井第1次嘗試下入1 000 m，能夠順利起下；第2次直接下入油層部位順利完成測試，起出過程中出現電纜纏繞現象，在距離井口約50 m位置時電纜阻力明顯增大，通過不斷正反轉井口，摸索出纏繞方向后實現解纏。

G75-1井井斜角相對較小，1次即順利完成測試。測試完成后2口井均正常生產，泵效分別為57%和56%，已正常生產1 a，目前繼續有效，顯示了其配套工具的可靠性。

5 結論

2） 在斜井中配套井下油管旋轉器，實現管柱上下相對轉動，能夠順利解纏。

參考文獻：

［1］ 王乾.環空測試中電纜纏繞油管的分析與排除［J］.測井技術，1993，17（3）：233-235.

［2］ 李靈芝，尹必香.大斜度井環空測試技術的研究與應用［J］.西部探礦工程，2004（11）：56-58.

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［4］ 孫文杰，王睿.產液剖面測井儀在遼河油田的應用［J］.測井技術，1999，23（增刊）：508-510.

［5］ 王成榮，金振漢.吐哈油田魯克沁深層稠油井產液剖面測井技術［J］.石油儀器，2010，24（5）：64-70.

［6］ 張寶輝.變排量抽汲測試測取產液剖面技術［J］.石油鉆采工藝，2010，24（5）：64-70.

［7］ 王金興，唐洛.產液剖面在特高含水生產井中的測井應用［J］.石油地質與工程，2012，26（2）：131-135.

NeW Annulus Testing Pipe String Development

YU Yangyang，GAO Xiang，LIU YUfei
（Production ɑnd Drilling Technoloy Reseɑrch Institute of Jidong Oilfield，Tɑngshɑn 063000，Chinɑ）

Abstract：A nnulus logging technology has the following advantage，less working procedure，high data accuracy，so it was favored by the oilfield. With the develop ment of oilfield，but with the increase of the deepening of oilfield develop ment and deep deviated well，the inadaptability of the annulus test technology iSGradually emerging，cable winding has appeared，a crescent shaped space is insufficient，decentralized wellhead rebound and other issues. To solve these problems，small tubing ring em pty testing pipe string was designed，and three kinds of supporting tools are researched，especially the dow nhole tubing rotator，effective solve the pipe string rotation problems in deviated well.

Key Words：annulus testing；pipe string；dow nhole tubing rotator；inclined well

作者簡介：于洋洋（1983-），男，河南洛陽人，碩士，主要從事舉升技術研究，E-mail：zcy_yuyy @ petrochina.com.cn。

收稿日期：2015-07-20

文章編號：1001-3482（2016）01-0091-03

中圖分類號：T E931.2

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1001-3482.2016.01.021