油井堵水工艺管柱的研制

2014-06-05蒋建华李传乐户贵华冯春燕张俊成

石油矿场机械 2014年11期

关键词：检泵旁通补偿器

蒋建华，李传乐，户贵华，赵杰，冯春燕，张俊成

（中原油田分公司采油三厂，河南濮阳457001）①

油井堵水工艺管柱的研制

蒋建华，李传乐，户贵华，赵杰，冯春燕，张俊成

（中原油田分公司采油三厂，河南濮阳457001）①

采用常规Y221型封隔器封堵高含水层和套管漏失段，易出现油管与抽油杆偏磨加剧、缩短检泵周期、封隔器内通径过小不能满足现场需要、封隔器受压差影响解封困难等问题。研制了油井堵水新工艺管柱，主要由Y221型大通径堵水封隔器和能传递转矩的油管补偿器等组成，封隔器可分别在抽油泵下部和上部配套使用，油管补偿器可避免油管弯曲造成的管杆偏磨加剧和缩短检泵周期的问题。现场应用表明：该工艺管柱能够延长堵水有效期，对于油田高含水开发后期的长效开发具有重大的现实意义。

大通径堵水封隔器；油管补偿器；偏磨；检泵周期；堵水管柱

用常规Y221型封隔器封堵高含水层、套管漏失段是恢复产能的重要手段。但该封隔器自身存在一些缺点：①靠管柱重力坐封，造成油管受压弯曲［1-2］，油管柱与抽油杆偏磨加剧，缩短检泵周期；②其内通径小于油管内径，限制了工艺配套；③受压差影响而解封困难。为此，研制了油井堵水新工艺管柱，该工艺管柱主要由Y221型大通径堵水封隔器和能传递转矩的油管补偿器等组成。封隔器可分别在抽油泵下上部配套使用，油管补偿器可避免油管弯曲造成的管杆偏磨加剧和缩短检泵周期的问题。

1 结构原理

油井堵水工艺管柱如图1，主要由油管、油管补偿器、Y221型大通径堵水封隔器、抽油泵、筛管和丝堵组成。油管补偿器可传递转矩和补偿因Y221型堵水封隔器坐封压缩油管造成管柱弯曲，封隔器通径与2 7/8 UP TBG油管内径一致，可以卡在任意深度，不影响2 7/8 UP TBG油管的抽油泵配套。该封隔器设有解封旁通，解封时旁通先打开，解封载荷不受压差影响，降低了卡管柱的风险。

图1 油井堵水工艺管柱

下井时，通过油管自上而下将油管补偿器、Y221型大通径堵水封隔器、桥式抽油泵、筛管和丝堵连接在一起下入井内。管柱到达设计深度后，上提油管并右旋6～8圈，下放油管压缩胶筒密封油套环空，同时实现旁通密封，完成封堵目的层，然后将下放管柱的长度提出，在油管补偿器的作用下，防止油管弯曲，避免管杆偏磨加剧。解封时，上提管柱，旁通打开，封隔器上下压力平衡，同时解封螺钉剪断，胶筒回弹，完成封隔器解封。

2 配套工具

2.1 Y221型大通径堵水封隔器

Y221型大通径堵水封隔器结构如图2所示。该封隔器的旁通通道由上接头、压环、旁通密封圈、外中心管、中心管环空、压缩环组成。坐封时，上提油管并右旋6～8圈，下放油管压缩胶筒密封油套环空，同时密封旁通通道，实现坐封。解封时，上提管柱，旁通打开，封隔器上下压力平衡，避免了压差对封隔器解封的影响，同时解封螺钉剪断，胶筒回弹，完成封隔器解封，提高了管柱解封安全性。

该封隔器最大外径ø114 mm，最小通径ø62 mm，额定工作压力25 MPa，总体长度1 380 mm。

图2 Y221型大通径堵水封隔器结构

2.2 油管补偿器

油管补偿器结构如图3，主要由上接头、外筒、活塞、中心管、悬挂环、连接体、销钉、下接头及O形圈组成。下井时接在封隔器上部，补偿器下部管柱的重力作用在悬挂环上，销钉不受力，管柱下至设计位置，上提旋转管柱，下放油管，封隔器卡瓦撑开，管柱作用剪断销钉，压缩胶筒，锁紧机构锁紧胶筒，坐封完毕，上提管柱，补偿器以上管柱处于拉伸状态，克服了普通Y221型卡封管柱弯曲造成的管杆偏磨问题。

图3 油管补偿器结构

3 现场应用

Y221型堵水封隔器内通径为ø62 mm，与2 7/8 UP TBG油管内径一致，适用于井斜小于60°的堵水油井。技术特点为：

1）该工艺管柱可有效封堵油井上部套漏层，避免油管弯曲造成的管杆偏磨加剧问题。

2）封隔器的旁通设计解决了压差造成解封困难，提高了堵水管柱的安全性。

2012-02—12，该堵水管柱在文明寨油田成功应用5口井，封隔器坐封、验封一次性合格。管柱有效时间超过1 a后，因地质要求WM1-20井在2014-02重新作业，成功起出，管杆偏磨轻微，其余井继续有效。

4 结论

1）大通径Y221型堵水封隔器采用解封旁通和大通径设计，避免了压差对封隔器解封的影响，降低了卡管柱风险，同时可坐封在任意井深，提高了管柱现场适应性；油管补偿器采用可传递转矩设计，既满足Y221型封隔器坐封需要，同时又能避免因Y221型封隔器坐封造成管柱弯曲导致的管杆偏磨加剧。

2）现场试验说明，油井堵水工艺管柱能够延缓管杆偏磨，延长检泵周期，可在相似油田推广应用。

［1］刘凤梧，徐秉业，高德利.封隔器对油管螺旋屈曲的影响分析［J］.清华大学学报：自然科学版，1999，39（8）：104-107.

［2］赵晓伟，牛彩云，朱洪征，等.单封隔器抽油管柱受力变形分析［J］.石油矿场机械，2011，40（12）：51-54.

Development of Water Plugging String for Oil Well

The application conventional Y221 packer plugging leakage of high aquifer and casing segment could easily lead to increased wear tubing and sucker rod partial shorten pump inspection period，the packer inside diameter that is too small to meet the needs of the site，packer which pressure differential impacted unseated is difficult，a new technology string was developed.The string mainly consists of Y221 big inside diameter water plugging packer and tubing compensator which can transmittable toque，the packer can be pumped separately in supporting the use of lower and upper pump，tubing compensator can avoid the problem which bending the tubing caused eccentric wear and shorten the check period exacerbated.Field application shows that the water plugging string can be extended validity for the long-term development of the high water cut production tail.

big inside diameter water plugging packer；tubing compensator；lopsided wear；pump inspection period；water plugging string

TE931.2

10.3969／j.issn.1001-3842.2014.11.018