Z412型油管任意位置堵塞器研制与应用

徐晓宇（大庆油田有限责任公司　采油工程研究院，黑龙江　大庆163000）

Z412型油管任意位置堵塞器研制与应用

徐晓宇
（大庆油田有限责任公司采油工程研究院，黑龙江大庆163000）

针对油田油水井作业的环保要求，研制了一种Z412-66型油管任意位置堵塞器。该堵塞器主要由丢手头、卡瓦系统、密封系统等组成；工具承受压差15MPa，耐温90℃。与其他工具配合使用，可用于油水井不压井作业。现场应用2口井，施工成功率100%。

堵塞器；环境保护；不压井作业

随着《中华人民共和国环境保护法》的推行，油田环境保护要求越来越严格，油水井作业时外排液污染问题日益突出［1］。大庆油田油水井作业越来越频繁，而压井作业会堵塞地下油水通道，影响采油产量和注水效果；放喷降压，地层会释放大量能量，给后续生产带来很大损失，还会造成大量的地面污染［2］。为避免外排液污染，通常采用地面收集器收集、罐车拉运处理的方式，这种作业方式成本高、时间长。不压井作业是一种在带压环境中完成修井的作业方法［3-5］，不压井作业机施工费用高昂，施工时间长，无法大规模应用。为此，研制了油管任意位置堵塞器，可用于油水井不压井作业要求，施工工艺简单，操作安全可靠。

1　结构与工作原理

1.1结构

Z412型油管任意位置堵塞器结构如图1所示。主要由丢手头、卡瓦系统、密封系统等组成。

1.2工作原理

下井前，将丢手头与堵塞器用剪断销连接，堵塞工具的密封系统外径小于60mm，用绞车将堵塞器下入预定深度，慢提钢丝使卡块卡在油管接箍处，继续上提后胶筒形成初封，弹簧爪与油管充分接触锚定，利用机械震击器将剪断销震断，完成堵塞器初封及丢手。当油管在井口泄压后，堵塞器上下压差继续推动密封胶筒工作，达到成功封堵油管的目的。堵塞器上下压差所产生推力作用在胶筒及弹簧爪上，推力越大锚定及密封效果越好。从地面起出后旋转中心管，锁块与中心管脱离，胶筒在自身的弹力下回收，堵塞器恢复到初始状态。

图1　Z412型油管任意位置堵塞器结构示意

1.3主要技术参数

长度71mm

外径57mm

适应油管62mm

承压15MPa

耐温90℃

1.4技术特点

1）上提剪断销钉形成初封后，依靠堵塞器上下压差，使弹簧爪及密封皮碗二次工作，且压差越大效果越好，实现不压井作业。

2）中心管和锁块间有反向锯齿扣，工作时可以起到自锁的作用，压差降低后密封皮碗不反弹，只有正向旋转中心管，中心管和锁块（反向锯齿扣）脱离，胶筒在自身的弹力下回收，堵塞器恢复到初始状态。

2　施工工艺管柱及现场应用

2.1防喷工艺管柱及配套工具

油管任意位置堵塞器主要配套工具为震荡器、绞车、防喷管和加重杆，如图2所示。

图2　油管防喷工艺管柱

2.2施工工艺

工具下井前，确保各螺纹连接紧固，油管、套管均打开；通过地面绞车，用钢丝将油管任意位置堵塞器及配套工具投入井内；到达预定位置后，上提钢丝绳，当载荷增加时，表明卡块已卡在油管接箍处，继续上提，载荷突然降低，表明震荡器工作，上接头的剪断销被剪断，此时油管任意位置堵塞器已形成初封；拆掉防喷管并观察井口，油管停止出液，表明油管任意位置堵塞器工作效果较好，达到了封堵油管的目的。

起出工具后，正向旋转中心管，中心管和锁块（反向锯齿扣）脱离，胶筒在自身的弹力下回收，堵塞器恢复到初始状态。

2.3现场应用

油管任意位置堵塞器及配套工具经过室内试验，合格后进行现场应用。目前，完成2口井的现场试验，下入深度分别为500 m、800 m。油管任意位置堵塞器下入过程顺畅，坐封完全，封堵效果明显。

3　结论

1）结构设计巧妙，通过堵塞器上下压差产生的推力使胶筒坐封，旋转中心管，中心管和锁块脱离，胶筒回收，堵塞器解封。

2）施工工艺简单，操作安全可靠。下入过程顺畅，坐封完全，封堵效果明显。

［1］汤清波.两种油水井作业污水处理工艺［J］.油气田地面工程，2009，28（8）：65-66.

［2］李龙刚，郭保卫，冯波.滑块式油管内堵塞器的研制与应用［J］.石油机械，2014（9）：96-99.

［3］高广启.自坐封式油管堵塞器的研究及应用［J］.石油机械，2014（5）：88-90.

［4］王炜.不压井作业装置技术现状与应用分析［J］.石油机械，2014，42（10）：86-89.

［5］赵建国，李友军，，陈兰明，等.不压井作业设备引进技术研究［J］.石油矿场机械，2004，33（6）：104-107.

Research and Application of Z412 Arbitrary Position Tubing Plug

XU Xiaoyu
（Research Institute of Production Engineering，PetroChina Daqing Oilfield Company Limited，Daqing 163000，China）

In view of the environmental protection requirement of oil and water wells in Daqing oil-field，a kind of Z412-66 tubing arbitrary position plug is developed.The plug is mainly composed of release sub，anchorage system，sealing system，and etc.For the plug，pressure tolerance is 15MPa，temperature tolerance is 90℃.It can be used for snubbing service with matched tools.The practical application is made in two wells，and the success rate is 100%.

plug；environmental protection；snubbing

TE931.2

B

10.3969／j.issn.1001-3482.2015.12.021

1001-3482（2015）12-0080-02

2015-06-03

徐晓宇（1980-），男，黑龙江大庆人，工程师，现从事分层采油配产技术研究工作，Email：xuxiaoyu＠petrochina. com.cn。