M60DS74-5240X防噴盒在連續(xù)油管作業(yè)機上的應(yīng)用

周金衛(wèi) ，唐大豐，劉 濤，郗建強

吐哈油田井下技術(shù)作業(yè)公司，新疆 鄯善 838200

0 引言

吐哈油田1993年引進CT220型連續(xù)油管作業(yè)機，開發(fā)了氣舉排液、沖砂解堵、清蠟、鉆塞、水平井拖動酸化等井下施工作業(yè)。隨著油氣田開采技術(shù)的發(fā)展， CT220連續(xù)油管作業(yè)機防噴盒不能勝任高壓井施工需求。2011年2月，吐哈井下公司引進M60DS74-5240X防噴盒，其目的是提高連續(xù)油管作業(yè)機的工作性能，滿足高壓井的施工。

1 連續(xù)油管井控特點及防噴盒工作原理

1.1 連續(xù)油管井控特點

連續(xù)油管井控體系目的是修井作業(yè)創(chuàng)造安全的工作環(huán)境，依據(jù)當前地面壓力為工作壓力進行設(shè)計的，最小工作壓力為34MPa。井控系統(tǒng)裝置包括四套液壓驅(qū)動的防噴器芯子：全封芯子、油管剪斷芯子、卡瓦芯子和不壓井作業(yè)芯子，是連續(xù)油管作業(yè)車的重要組成部分。在連續(xù)油管進行帶壓作業(yè)時，井控系統(tǒng)是正常工作的重要部分，起下連續(xù)油管作業(yè)時都需要進行操作，以保障作業(yè)施工的正常進行。

1.2 防噴盒工作原理

防噴盒由自封膠芯、銅套、膠木壓板組成，是井控體系的重要組成部分。其工作原理是在起下連續(xù)油管時，自封膠芯與連續(xù)油管在外部壓力的作用下相互緊密接觸形成密封，隔離油井內(nèi)部與大氣之間的壓力，實現(xiàn)井控的效果。

自封膠芯的控制系統(tǒng)是位于注入頭下方和復合閘板井控裝置上方的遠控液壓裝置，通過液壓系統(tǒng)推動防噴盒的液缸壓縮彈性元件（自封芯），與連續(xù)油管外壁形成緊密的接觸，從而實現(xiàn)密封。密封效果取決于施加操作者控制在防噴盒上的壓力。施加在防噴盒上的最小液壓是為了防止溢流產(chǎn)生。其余的壓力則壓縮彈性元件 ， 導致彈性元件迅速發(fā)生形變 ， 并增加維持連續(xù)油管在防噴盒內(nèi)的運動的最小軸向載荷。

1.3 防噴盒失效原因分析

防噴盒失效主要由于防噴盒膠芯損壞或者防噴盒壓力不夠的原因，導致防噴盒膠芯與連續(xù)油管不能有效密封。

1）非擠壓環(huán)磨損嚴重。膠芯在液缸的推動下， 因非擠壓環(huán)磨損消耗產(chǎn)生的間隙，膠芯上部中心突起，導致接觸不完全，從而影響封隔效果；2）自封膠芯補芯磨損嚴重。補芯可以消除管子彈性形變的剩余彎曲，使管子處于豎直狀態(tài)，以保證封隔效果。起下連續(xù)油管作業(yè)時，補芯會在引導襯套內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦，導致內(nèi)壁受損孔徑增大，使連續(xù)油管在經(jīng)過補芯時，在液壓作用下會較大幅度的影響膠芯的動態(tài)工作效果，造成膠芯與管子之間密封不嚴；3）連續(xù)油管外壁不光滑。外壁表面不平整，存在坑洼現(xiàn)象，會影響連續(xù)油管和自封膠芯的接觸效果，同時會傷害補芯和膠芯的內(nèi)壁，從而導致連續(xù)油管和防噴盒接觸效果和密封性差；4）液壓系統(tǒng)液路控制失效。液壓控制失效，防噴盒液缸不能有效推動膠芯動作。

2 CT220防噴盒與側(cè)門式防噴盒應(yīng)用對比

2.1 應(yīng)用情況

CT220防噴盒銅套長度小，連續(xù)油管扶正效果不好，導致連續(xù)油管與防噴盒之間磨損嚴重。防噴盒失效時，CT220防噴盒密封結(jié)構(gòu)是相互影響，為避免因連鎖效應(yīng)失效，須快速及時更換失效部件。M60DS74-5240X防噴盒只需加大液缸油壓，強行密封。

吐哈油田井下公司CT220連續(xù)油管車進行氣舉排液、清蠟解堵、沖砂和試油等油氣井的施工作業(yè)。在作業(yè)施工中，因原車CT220防噴盒實效，導致施工險情情況如表1所示。

表1 CT220防噴盒失效引起險情一覽表

2011年2月5日，吐哈油田井下公司改裝使用M60DS74-5240X防噴盒，截止到2012年4月，累計進行油氣井的連續(xù)油管技術(shù)施工作業(yè)72井次，防噴盒實效導致的施工險情發(fā)生率為零。

下面是具有代表性的幾次施工作業(yè)。

2011年6月12日，吐哈油田神272井進行連續(xù)油管沖砂解堵施工作業(yè)。由于壓裂形成井內(nèi)砂堵情況嚴重，最大工作壓力達到45MPa，累計施工26h。施工作業(yè)中，M60DS74-5240X防噴盒工作性能良好。

2011年9月23日，吐哈油田英4平1井進行連續(xù)油管稠油熱洗施工作業(yè)。使用熱稀油進行熱洗解堵，最大工作壓力達到46MPa，累計施工31h。施工作業(yè)中，M60DS74-5240X防噴盒工作性能良好。

2.2 性能對比

1）CT220防噴盒施工作業(yè)最大工作壓力35MPa。M60DS74-5240X防噴盒施工作業(yè)最大工作壓力70MPa。M60DS74-5240X防噴盒可以滿足與現(xiàn)場施工中地層壓力較高的油氣井施工的要求；2）CT220防噴盒分瓣式膠芯接觸面采用平面接觸，密封性不好。M60DS74-5240X防噴盒分瓣式膠芯半球齒面接觸方式；3）CT220防噴盒芯子結(jié)構(gòu)采用分瓣式膠芯和芯套組成，防噴盒芯子結(jié)構(gòu)為分瓣式膠芯組成，CT200防噴盒膠芯厚度為16.2mm，抗磨效果較差。M60DS74-5240X防噴盒不需要膠套，直接用膠芯密封，膠芯厚度達30.4mm，膠芯使用壽命大大延長。

2.3 磨損情況對比

防噴盒磨損失效，實質(zhì)是自封膠芯磨損嚴重，與連續(xù)油管形成密封效果差，無法完全控制油氣井內(nèi)壓力，導致井內(nèi)油氣水外溢，使作業(yè)措施無法進行，給油氣井帶來嚴重的安全風險。

影響防噴盒磨損實效的主要因素有非擠壓環(huán)磨損嚴重、補芯磨損嚴重、連續(xù)油管外表不清潔和操作不當?shù)取６谑┕ぷ鳂I(yè)現(xiàn)場，對防噴盒最直觀的檢測方法是防噴盒是否發(fā)生刺漏，并打開防噴盒，目測膠芯是否變形，以及與連續(xù)油管的接觸程度。CT220防噴盒芯子每次施工前都需要進行更換，確保性能良好，因為施工中無法進行更換，M60DS74-5240X防噴盒芯子由于在施工中可進行更換，施工5井次后在進行檢測，確定是否需要更換。

3 結(jié)論

1）M60DS74-5240X防噴盒最大工作壓力為70MPa，極大地提高了油管車的井控能力，滿足施工作業(yè)井內(nèi)壓力較高的油氣井的施工作業(yè)技術(shù)和安全要求；2）M60DS74-5240X防噴盒維修安全便利。防噴盒采用側(cè)開式，防噴盒膠芯失效時無需要起出井內(nèi)的連續(xù)油管，直接關(guān)閉防噴器卡瓦和半封進行檢查更換；3）M60DS74-5240X防噴盒符合施工要求。CT220防噴盒膠芯使用壽命為壓力25MPa連續(xù)油管起下5000m左右。M60DS74-5240X防噴盒使用壽命在壓力25MPa連續(xù)油管起下40000m左右。

[1]趙章明.連續(xù)油管工程技術(shù)手冊[J].石油工業(yè)出版社，2011，5，1：43-45.

[2]余江.連續(xù)油管技術(shù)應(yīng)用研究[J].新疆石油科技，2011，4(11)：20-21.