浅析某井桥塞提前中途座封原因及预防应对措施

马晓光

摘 要：特殊井况下，偶有入井桥塞提前座封;提前座封造成工程上的经济损失，处理过程往往伴有风险;本文以实例阐述了提前座封的一些主要原因以及应对措施。

关键词：桥塞;中途座封

1 桥塞的结构及工作原理

1.1 桥塞的连接及连接程序（以6-5/8”桥塞为例，见图1、图2）

图1  桥塞示意图 图2  现场实际图片 图3  桥塞座封工具

示意图

①检查液压坐封工具下端的4个O型圈（13），确认完好;②检查液压坐封工具上部的剪切销钉（2），数量为8个，剪切值为12-13MPa;③将坐封工具前端插入桥塞顶部;④通过液压坐封工具下部的推力套（10）的销钉孔，安装桥塞上部的8个剪切销钉（15），完成液压坐封工具与桥塞之间的连接。备注：8个剪切销钉的剪切值为18MPa;⑤连接后，可以从坐封工具的上部打压，对坐封工具及桥塞做低压测试（建议测试压力不超过500psi），以验证坐封工具各部位的密封性。将坐封工具同送入油管或钻杆连接，入井。

1.2 桥塞的座封原理

1.2.1 液压座封原理（见图3）

该液压座封工具为双活塞结构。在液压作用下，推动上活塞套（3）及活塞套（7）;当推力达到剪切销钉（2）的剪切值时，销钉剪切。上活塞套（3）、活塞套（7）及推力套（10）轴向向下位移。推动桥塞上的座封套（3）轴向向下位移，压力增大完成桥塞卡瓦及胶筒的座封。桥塞上的剪切销钉（2）及剪切销钉（6）剪切值远小于座封工具剪切销钉的剪切值。完成坐封后，桥塞上的锁环（4）将使桥塞保持座封状态。继续增加液压至液压座封工具与桥塞之间的剪切销钉（12）剪切;完成液压座封工具的脱手。

1.2.2 桥塞机械座封原理

桥塞上卡瓦（1）与下卡瓦（3）在推力的作用下产生相对位移，卡瓦的销钉（2）剪切，挤压密封胶筒卡瓦涨开完成桥塞的座封。

2 桥塞座封案例分析

2.1 案例发生过程

某井组合连接桥塞及坐封工具下钻，在下钻过程中从环空连续补1.01SG的工作液，大约每小时补液10m3。钻杆内部大约每10柱灌液一次，灌液的时候敞口灌液没有压力。在下入深度约1209m的时候，司钻汇报下钻遇阻，在接完立柱在放到离钻台面大約2.3m左右的时候发现遇阻2t。遇阻后先尝试的上提1-2t，发现没有变化。立即检查环空液面，发现环空液面已经灌满，不下降。随后过提4t，6t未解卡。然后关闭BOP环空打压500psi稳压，判断桥塞胶皮涨开，桥塞坐封。继续尝试逐步增加上提吨位活动桥塞，当过提到18t时，桥塞与坐封工具连接销钉被剪切，坐封工具脱手成功。起钻后，检查发现坐封工具的上部8颗销钉完好，底部连接销钉全部剪切。

2.2 原因分析

2.2.1 主要设备因素

指重表传感器经常漏油，需要补充传感器油。在作业的时候需要提起钻具坐好卡瓦，给指重表传感器补充压力油然后在校正指重表。

2.2.2 操作原因

井队的指重表和参数仪没有任何可供查询的记录，只能是听取司钻的口头汇报无法通过相关记录去验证。

该井桥塞与坐封工具连接销钉数量及地面试压程序都是按照以往的经验。在环空灌液及钻杆灌液都是按照以往的操作经验进行的。桥塞的坐封工具起出地面检查发现上部销钉未剪切，证明桥塞的坐封不是因为送入工具起作用而造成坐封的，而是因为机械方面原因造成上下卡瓦产生相对位移挤压胶筒造成坐封。

造成桥塞机械坐封的原因：在下入桥塞的过程中随着钻具悬重的增加，指重表传感器因为渗漏造成读数不准，灵敏针不起作用。由于桥塞外径（OD=5.59”）与6-5/8”套管内径（ID=5.791”）间隙小，桥塞下卡瓦挂蹭套管（可能是接箍位置也可能是其他原因）造成遇阻托压，司钻操作不平稳没有及时发现悬重的变化，继续下放钻具。指重表显示不准，钻具部分重量（3-4t可能更多）施加到桥塞上卡瓦上，推动上卡瓦下移挤压胶筒造成桥塞的坐封。

3 桥塞提前座封预防措施

①桥塞送达作业现场后进行初步检查：密封胶筒是否完好;卡瓦有无松动/裂纹/损伤/脱落;桥塞本体上各处的销钉是否上齐/上紧;②桥塞座封工具的检查保养：检查保养液压座封工具下端的4个O型密封圈，检查液压座封工具上部的剪切销钉，数量为8个。桥塞与座封工具的组合与检查：提前2天完成桥塞与座封工具连接，并进行地面密封性试压，试低压300-500psi，以验证座封工具各部位的密封性;③桥塞与座封工具的组合入井前的最后检查及拍照：包裹好密封胶筒及卡瓦，吊车配合吊至钻台，防止磕碰，检查上下卡瓦、胶皮、送入工具销钉数量，并拍照;④其他风险因素排除：a.设备因素：确保指重表灵敏针好用，悬重针准确。建议作业前给指重表传感器补充压力油然后校正指重表;b.操作因素：下桥塞作业前钻台组织召开技术交底及风险分析会，刹把操作人员及钻工须明确知悉作业关键风险点，明确下钻速度，防止井口落物以及遇阻卡不超过2t;c.钻杆内腔与环空液位差因素;d.环空保持灌满情况：入井过程中，钻杆与环空无法连通。建议每下入300m钻杆，灌满送入管柱一次。灌满送入管柱过程中，不能带压灌入，推荐采用敞口方式灌入;灌入的液体需要与井筒内原液体密度相同;e.环空无法保持灌满情况：查询最新静压梯度测试资料，分析静液面深度，有条件或必要时可测液面。根据静液面深度情况，下钻期间，保持环空持续灌液，钻杆内腔间断灌液，保持钻杆内腔液面与井筒静液面的液位平衡，或钻杆内外液压差在500psi以内。

参考文献：

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