丟手堵水采油一體化技術研究應用

2019-01-13 02:21:54張亮

魅力中國 2019年15期

張亮

（中國石化河南油田分公司采油一廠，河南桐柏 474780）

丟手堵水采油一體化技術實現一趟管柱完成了丟手、堵水和采油，減化了管柱，提高作業效率。該管柱能分別對底部封隔器和上部封隔器進行驗封，保證了整個管柱密封的可靠性。該管柱在丟手前可實現液流可從上向下流動，能進行試壓、擠化學藥劑等施工。

一、丟手堵水采油一體化管柱配套工具研制

1．固定閥頂托器結構：上接頭、下接頭、中間接頭、復位彈簧、頂托桿、固定螺母、扶正塊、密封圈、凡爾球等組成。

工作原理：固定閥頂托器通過上接頭與抽油泵聯在一起，在彈簧力的作用下，頂托桿頂開凡爾球，這樣，就可從油管打壓，液流從抽油泵固定閥流經頂托器，然后到封隔器，加壓使封隔器坐封，再正轉管柱丟手，中間接頭與下接頭脫開，頂托桿在彈力作用下下行，凡爾球落在凡爾座上，這樣抽油泵在柱塞的作用下可正常工作。

固定閥頂托器主要由上接頭、頂桿、檔環、中間接頭、密封圈、彈簧、扶正套、下接頭組成，如圖2，通過上接頭3與抽油泵固定閥相連，調整頂桿2上螺紋改變頂桿伸出的長度，使頂桿2固定閥內頂開閥球，此時，彈簧8在中間接頭5內臺階和下接頭10縮頸斜坡下處于壓縮狀態，下接頭10下接液壓封隔器。當封隔器下到目標層位后，液壓通過油管及抽油泵和固定閥閥球頂托器到達封隔器，使封隔器坐封。然后在井口正轉油管，使中間接頭5和下接頭10的反向絲扣脫扣，實現在中間接頭5和下接頭10之間管柱丟手，彈簧8伸長，帶動頂桿2、檔環4下行，閥球1回落坐在閥爾座上，檔環4下落在中間接頭5的內臺階上，抽油泵可正常工作。需要打撈時，下專用工具，通過與下接頭10外壁上的絲扣對扣打撈。

2．Y441-114封隔器

Y441-114封隔器是一種液壓式整體卡瓦可取式封隔器(見圖2-23)，主要由上接頭、接箍、中心管、膠筒、活塞套、下活塞、錐體、卡瓦、下接頭等構成，它純粹依靠液壓坐封，可一個或多個一起下入井中。特別適合于機械坐封不適宜下入的斜井中。該封隔器的密封系統下由兩種硬度的三節膠筒組成，位于密封系統下的雙向整體卡瓦坐封堅固，可承受上下的高壓差。

該封隔器的坐封原理是：向油管內打壓，下活塞在液壓的推動下向下移動以撐開卡瓦坐封在套管上，同時上活塞向上移動壓縮膠筒以使膠筒撐開，并將全部的液壓力都作用在膠筒和卡瓦上，以確保卡瓦的錨定和膠筒的密封；棘輪鎖環裝置將鎖緊和保持坐封力，以使卡瓦和膠筒坐封有效。

該封隔器的解封原理是：上提管柱，剪斷預先設定剪切力的剪切螺母，區內有一個壓力平衡閥，在解封過程中該閥自動打開以平衡內外壓力并使得油管和套管的之間的液體可相互流動，持續上提將使封隔器外圍部件松動達到一種完全放松的狀態，鎖環釋放，中心管上移，帶動上錐體上移，卡瓦回收。

3．泄壓球座

泄壓球座主要由上接頭，鋼球，密封圈，滑套，剪釘，凡爾，鎖釘，彈簧，下接頭構成。該工具接在井下封隔器管柱未端，坐封時，投入鋼球打壓，滑套剪斷剪釘下行，滑套與下接頭構成的環形空間的水通過旁通孔推開凡爾進入油套空間，如果坐封球座外部壓力大于內部壓力時，凡爾彈簧的作用下關閉旁通孔，保證了管柱密封的可靠性，封隔器可順利坐封。避免了普通球座當下層壓力高于上層時，液流就會推開球座上的球進入上部管內，甚至發生井涌或井噴等復雜情況。

4．丟手裝置

丟手裝置主要由上接頭、緊定螺釘、密封圈、套罩、撈爪、中心管、下接頭構成。上接頭下端通過絲扣與套罩相連，套罩外壁打上緊定螺釘防止上接頭與套罩脫扣。套罩下面有一倒錐面，裝入套罩內的四瓣剖分式撈爪外錐面與其吻合，撈爪內孔有鋸齒形牙齒，其與中心管上端鋸齒形牙齒相咬合。中心管上端與上接頭之間裝有二道“O”形密封圈，中心管下端通過絲扣與油管下接頭相連。

現場實施過程：井口用液壓鉗正轉油管，油管帶動上接頭（1），上接頭（1）內的撈爪（5）中心管（6）脫開，上接頭（1）、套罩（4）、撈爪（5）隨油管起出，中心管（6）和下接頭（7）留井內。打撈時，下入上接頭（1）、套罩（4）和撈爪（5）撈爪（5），當快到魚頂時，緩慢下放管柱，撈爪（5）在套罩（4）內上行，加壓20KN左右，撈爪（5）上四瓣剖分式鋸齒形牙齒張開，抓住中心管（6）上端鋸齒形牙齒，管柱上提，撈爪（5）在套罩（4）內下行，撈爪（5）上四瓣剖分式鋸齒形牙齒收縮，與中心管（6）上端鋸齒形牙齒咬合，上提管柱，丟手裝置全部取出。

特點：機械右旋丟手，改變常規液壓丟手方式，操作簡單省事；下入上部打撈，安全可靠。

二、現場應用

在雙河油田雙H2213井上進行試驗，地質上要求對該井Ⅱ4/Ⅲ1-2分層測壓，測壓合格后，完井封Ⅱ40-4，采Ⅲ11-321，下56mm泵，泵深1450米（由于該井負荷重，檢泵周期短，建議簡化管柱）。經測試隊測壓合格，刺丈配油管，下入丟手堵水采油一體化管柱，緩慢勻速平穩下放管柱，調整封隔器至設計深度后，從油管緩慢升壓到8MPa、穩壓5分鐘，坐封Y341-114封隔器，再從套管打壓5MPa，觀察油管是否返液，驗證Y341-114封隔器密封性，無返液，說明Y341-114封隔器密封良好[3]；然后再從油管緩慢升壓到15MPa、20 MPa，各壓力點穩壓5分鐘，完成Y445-114封隔器坐封，再正轉油管15圈完成管柱丟手，上提管柱到1450m。下入活塞開抽，抽油泵穩壓、泵效正常，經過一年的正常生產后，又進行了第二批10口井試驗，下井成功，生產可靠，抽油泵生產周期正常，2018年開始大批量推廣，成功率達到了100%。

截至2018年12月，共完成H2213、H8-108、雙T5-166、雙K475、雙K3304、下D5-343、雙K4513、下T10-236、H144、趙泌73-1共12井次施工，工藝成功率100%。