液压式连续油管定位器研制
2013-09-07任国富付钢旦王在强
任国富，姜 勇，桂 捷，付钢旦，王在强，邵 媛，任 勇
（1.长庆油田公司 油气工艺研究院，西安710021；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，西安710021）①
近年来，得益于连续油管性能（管径、力学指标等）的不断提高，连续油管压裂技术获得了长足进步［1－3］。连续油管在一趟管柱多层压裂以及油气井带压拖动压裂方面具有无可比拟的优势。对于多层压裂来讲，连续油管在井下准确定位是一个比较困难的问题［4－6］，因为连续油管自带的计深设备受限于计量原理的限制，无法满足井下精确定位的要求。国内目前主要用弹簧式套管接箍定位器来进行井下定位，由于该定位器是全井段被动定位（即，弹簧膨胀使定位卡块紧贴套管内壁，上提连续油管遇到每个套管接箍时都是一个找接箍定位的过程），使得其磨损严重，导致其使用寿命太低。为此研制了液压式连续油管定位器。
1 技术分析
1.1 结构
液压式定位器结构如图1所示（左端为上，右端为下）。
图1 液压式定位器结构
1.2 工作原理
连续油管连接压裂工具及定位器下入到离射孔段最近的短套管下面，之后开始反循环，与此同时，连续油管缓慢上提，上提速度不超过6m／min。反循环流体经过滑套中间的小孔时，会产生节流压差，节流压差推动滑套上行，压缩弹簧，滑套的斜面推动定位球，使定位球向外扩张。当遇到套管接箍时，定位球切入到套管接箍的缝隙内，如图2所示，引起地面连续油管上提力增加（增加值即为定位力），从而显示出短套管接箍的位置。反循环停止后，弹簧推动滑套下行，使定位球回缩，恢复原始状态，继续开始反循环并上提连续油管寻找另一个套管接箍。
图2 液压式定位器反循环定位示意
1.3 主要技术参数
长度 420mm
最大外径 115mm
定位力 5～20kN
启动流量 200L／min
连接螺纹 2EUE
1.4 技术特点
液压式定位器是在分析总结目前常规定位器应用情况的基础上，巧妙利用液压推动作用替换了常规定位器的弹簧推动作用，从而使得定位过程人为可控。该定位器具有以下特点：
1） 根据需要，到达预定井段后才开启定位功能，缩短了定位器的工作时间，延长了使用寿命。
2） 启动流量小。只需要200L／min的流量即可激活定位功能，适用于连续油管管径小的特点。
3） 安全性高。当弹簧失效后，只需要大力上提连续油管，也可使定位球和滑套发生相对运动，迫使定位球复位，避免卡钻的发生。
1.5 工艺步骤
1） 地面连接好井下工具，记录好每件工具的连接尺寸以及喷射器（或射孔枪）离定位球的距离。
2） 下入连续油管及井下工具到短套管以下约20m。
3） 开始反循环，排量稳定在200L／min，以约6m／min的速度上提连续油管，测定套管接箍位置。当测到套管接箍时提力增加5～20kN。找到接箍后，停止反循环，使定位球回缩，上提连续油管使定位球退出套管接箍缝隙。
4） 重复步骤3，直到找到所有的短套管接箍位置，停止反循环。以短套管位置为基准，移动连续油管到需要的施工位置，开始射孔、压裂等施工程序。
5） 停止反循环后，如果上提力太大，说明管柱遇卡。此时可正循环冲洗遇阻位置，同时尝试上提解卡，如果仍不能解卡，可大力上提解卡，最大提力不高于剪切丢手拉断力。
2 现场试验情况
2012年，在油田进行了3口井的井下定位现场试验，按照工艺要求，连续油管下到短套管下方一定距离后，开始反循环，同时缓慢上提连续油管，3口井均准确找到短套管位置。试验数据如表1所示，GXX－XX井试验时连续油管短套校深曲线如图3所示。
表1 连续油管定位器试验数据
图3 GXX－XX井短套管校深曲线
3 结论
1） 液压式连续油管定位器可以根据需要通过反循环来启动与关闭定位功能，从而延长定位器的使用寿命，减少起下钻次数，提高施工效率。
2） 现场试验表明：液压式连续油管定位器定位可靠，遇接箍时连续油管地面悬重增加明显。
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