新型井口油管堵塞器的应用

2019-08-05侯明明张晓东

复杂油气藏 2019年2期

侯明明，张晓东，黄刚

(长城钻探工程有限公司测试公司，北京 100101)

在高压高含硫油气藏试油测试施工中，需要频繁换装井口[1]，传统的换装井口作业通常在压井后经长时间观察确认井筒稳定后进行。在更换井口装置过程中，井口无任何防护措施，由于井下状态的不确定性[2]，一旦发生溢流、井喷，将缺乏有效手段进行控制，尤其是碳酸盐岩储层具有易喷易漏特点，将面临更大的井控风险。因此，在换装井口作业前，实施一种操作简单、安全可靠的井口油管内临时封堵技术[3]，可以大大提高作业的安全性，提高工作效率。采用新型井口油管堵塞器[4]，可满足上述作业要求。

1 工作原理

1.1 坐封和解封[5]

井口油管堵塞器通过专用取送工具从钻台下到油管挂以下设计位置后，左旋管柱，如图1所示，堵塞器上锥体下行撑开卡瓦上部的锚爪(上锥体相对中心管向下移动)，最后使卡瓦上部的锚爪完全咬在油管内壁；继续旋转，上锥体停止位移，油管堵塞器的中心管相对上行，推动下导环以上部件向上运动，先使下锥体上的锁钉销钉剪断，推动卡瓦下部的锚爪撑开，使其完全咬在油管内壁，继续旋转，下锥体停止位移，下导环继续向上移动去压缩胶筒，直至循环圈数达到14～16圈，最后使堵塞器完全坐封在油管内，封堵测试管柱，即可安全地拆换井口。

取出油管堵塞器前，先给管柱打压，把堵塞器下端的堵塞打落，使堵塞器上下连通，若堵塞器下部存在压力，则进行循环压井，反之则直接解封。解封时，右旋管柱，即可使胶筒、卡瓦回收到入井前状态。

1.2 取送工具

油管堵塞器取送工具结构如图2所示，锁定螺钉、护套和锁键用于连接取送工具的各个部件，延伸杆用于保证取送工具达到所需长度。当延伸杆长度不够时转换接头连接油管，确保油管堵塞器能下入到预定深度，主要注意是从采油树里取出堵塞器时，其内径小，转换接头以上管柱是无法进去的；回收套用于连接油管堵塞器，通过带右旋扭矩时上提工具来实现丢手。

图1 油管堵塞器结构

1.上接头；2.中心管；3.锁键；4.摩擦块牵引体；5.弹簧；6.摩擦块；7.内六角螺钉；8.卡瓦套；9.内六角定位销；10.上锥体；11.卡瓦；12.弹簧；13.剪切销钉；14.下锥体；15.隔环；16.O圈；17.衬套；18.胶筒；19.紧定螺钉；20.下导环；21.O圈；22.挡环；23.下接头；24.O圈；25.O圈；26.堵塞；27.紧定螺钉；28.剪切销钉；29.护帽；30.挡圈；31.弹簧；32.止动销；

图2 取送工具结构

1.转换接头；2.护套；3.锁键；4.锁定螺钉；5.延伸杆；6.回收套

1.2.1 技术参数

油管堵塞器适用于直径范围73～114.3 mm的油管，不同尺寸的油管堵塞器的工作压差相同。以φ88.9 mm油管堵塞器为例，主要技术参数如表1：

表1 φ88.9 mm油管堵塞器技术参数

1.2.2 施工操作规范

油管堵塞器的施工工艺简单，具体施工操作步骤如下：

(1)取送工具配长：选择合适数量的延长杆，确定取送工具的长度；

(2)工具串连接：将油管堵塞器的上接头插入取送工具下端的回收套内，使上接头上的柱销滑入回收套的J型轨迹槽内，让两者接在一起；

(3)检查井口压力：确定无压力后，打开井口装置阀门；

(4)下井：吊起取送工具，将堵塞器下入到设计深度；

(5)坐封：上提15 cm后，用550～650 N·m的扭矩力左旋取送工具约13～15圈坐封；

(6)取送工具丢手：下放15 cm后，保持左旋扭矩，缓慢上提取送工具，即可脱手，再上提取出取送工具；

(7)验封：堵塞器上部打压5 MPa进行上部验封；

(8)按照施工要求换井口装置；

(9)压力检测：连接打压设备，缓慢加压剪切油管堵塞器上锁定堵塞的铜销钉，使堵塞器上下连通，检查阀下部有无压力；

(10)如果井内有压力，进行循环压井；

(11)解封：当井口无压力后，下入取送工具，右旋管柱时取送工具回收套会自动套住堵塞器上接头的柱销，右旋管柱13～15圈，上提取出油管堵塞器，施工完毕。

1.2.3 现场应用

乌兹别克斯坦某试油测试井，φ88.9 mm油管，井深4 400 m，泥浆密度1.7g/cm3，原钻机试油，油管堵塞器剪切销钉2颗，油管堵塞器底部距胶筒中部0.4 m，油补距9.4 m，防喷器内径346 mm，BOP顶底深度分别为3.98 m和8.86 m，采油树内径77.8 mm，采油树顶底分别为3.14 m和6.25 m，油管挂最小内径73 mm，油管挂双公短节深度10.02 m，油管挂上端面深度为9.21 m。油管堵塞器坐封深度为油管挂双公短节以下1 m，为避免油管堵塞器坐封时转换接头被卡在采油树顶部，设计管柱结构如表2所示，采用该管柱结构，一次性施工成功。