新式液压丢手在水平裸眼完井中的应用

白维昊　张英　段佳斌　张飞

摘 要：常规丢手工具仅满足单纯的机械或液压丢手功能，在海上油田水平裸眼完井作业中存在可靠性、循环破胶效果及后续修井打捞作业等方面的不足，故开发新式的脱手工具，兼具机械和液压脱手功能；并增加了内层悬挂中心管结构，同时增大内通径，实现可靠脱手、裸眼段替浆、后续方便修井打捞等作业，目前该丢手工具已广泛应用于海上裸眼水平完井作业中。

关键词：机械液压复合功能；机械应急；可调防尘帽；中心管悬挂；旋转送入

传统液压丢手工具因为脱手方式和结构设计的局限性，主要应用于生产作业中的油管回接功能，及部分简易防砂水平井配合封隔器使用起到悬挂防砂管柱 的作用，同时为了满足裸眼段管柱下入、替浆、控水调层等技术要求，新式液压丢手兼具机械和液压两种脫手功能；本文主要从新式液压丢手工具在结构设计原理、技术特点、现场应用效果方面，进行分析论述和研究。

1 技术特点

1.1 结构原理

1.2 技术特点

1.2.1 液压方式丢手原理（如图2）

①投入丢手钢球φ48mm，开泵正循环送球入座；②继续增加压力至2500Psi左右时，安装在连接筒和球座间的剪切销钉剪断，球座继续下行至连接头限位处；③连接筒和限位筒内的锁紧球下落，连接筒失去球座支撑脱开；④内外层实现有效脱离，此时上提管柱，连接筒会带着防尘帽、连接头和其内部的球座与丢手工具分离，实现丢手功能。

1.2.2 机械方式丢手原理（如图3）

由于丢手在裸眼段内，由于井斜、岩屑、沉沙等介质对丢手装置的影响，有可能会造成单一的液压丢手功能无法正常实现，需要增加机械应急功能满足现场作业要求。

球座剪切销钉剪断后上提无法丢手，则下压管柱20t左右（下压力由剪切销钉的数量确定），连接爪在J型筒的滑道内下行，同时剪切连接爪和J型筒上的销钉。继续下压管柱至压力增加，则连接爪移动到下接头限位处，此时连接爪也移动到J型筒滑道的最下端，然后正转管柱至扭矩增加时，上提管柱实现丢手功能。

1.2.3 悬挂中心管功能

①悬挂中心管柱连接插入密封配合洗井密封总成实现替浆洗井功能；②悬挂中心管配合裸眼外层分层密封筒实现控水调层目的；③使用在分层开采中仍然可以实现防砂生产管柱分采导向接头作用

1.2.4 旋转下入完井管柱功能

工具内外层通过锁紧球连接结构，结构简单有效（承受扭矩10KN*M，悬挂载荷大于60T）；在规定扭矩（10KN*M）下实现可正转下入。

备注：该扭矩为管柱空转扭矩值附加值

1.2.5 配备防尘帽，有效防止内外层卡钻风险

在新式液壓丢手本体连接筒上增加了防尘帽，该防尘帽与保护罩之间保持1-2mm间隙配合。可以阻止循环洗井时井筒内杂质循环推积在内筒、内壁之间，防止液压脱手球座无法运行至低端，从而保障新式液压丢手的脱手机构正常作用。

2 现场应用

为了验证新式液压丢手工具脱手压力、球座密封性、抗拉及抗扭、机械应急机构剪切值满足现场使用要求，分别进行了相关的实验，实验测试结果如下：

球座密封性：打压20.7MP，稳压15min，压力为20.5MP，密封性良好；

球座剪切压力：剪切值在2300psi～2500psi范围内，符合设计要求；

连接爪下压剪切值：8个销钉，设计值30T，实测31.5T；

连接爪及锁紧球抗扭性能：10KN.M ，拆卸工具后，零件完好；

连接爪及锁紧球抗拉性能：60T抗拉力；

目前，该新式液压丢手工具已广泛应用于绥中36-1油田、惠州25-8＼恩平23-1等油田数十口水平裸眼完井中，成功率为100%。

3 结论

①在裸眼水平井作业中，新式液压丢手具结构简单、操作方便，可承扭矩旋转、内通径大便于后期修井作业，兼具机械液压两种脱手方式等，有效降低了裸眼水平完井作业风险和成本。

②新式液压丢手除了应用于裸眼水平完井作业中，还可用于大位移、大狗腿等情况的完井防砂、生产管柱分采调层作业中，具备广泛的适用范围。

参考文献：

[1]孙文俊等.筛管液压丢手装置的研制与应用[J].石油钻采工艺，2015（3）：119-120.