桿式泵帶壓作業(yè)井下控制裝置的研制

安玉山（中國石油大港油田公司,天津300280）

桿式泵帶壓作業(yè)井下控制裝置的研制

安玉山
（中國石油大港油田公司,天津300280）

摘要：國內(nèi)現(xiàn)有抽油桿帶壓作業(yè)裝置不適用于帶刮蠟器等大直徑工具的泵桿起下，且耐壓等級低，存在很高的井噴風(fēng)險(xiǎn)，難以推廣應(yīng)用。針對該現(xiàn)狀，研制了桿式泵帶壓作業(yè)井下控制裝置，與桿式泵配套使用，實(shí)現(xiàn)對有桿泵抽油井進(jìn)行帶壓作業(yè)，既能防噴又能保護(hù)油氣層。

關(guān)鍵詞：帶壓作業(yè)；桿式泵；井下；控制裝置

隨著油田的快速發(fā)展，壓井與保護(hù)油層的矛盾日趨突出。目前有桿泵完井采油在油田占相當(dāng)大的比例，這類抽油井由于抽油桿桿體與接箍直徑差異較大，膠芯封堵環(huán)空異常困難。且目前斜井越來越多，扶正器、刮蠟器、防倒扣接箍等的大量使這一問題更為突出。目前國內(nèi)已有抽油桿帶壓作業(yè)裝置基本不適用于帶刮蠟器等大直徑工具的泵桿起下，且耐壓等級低，存在很高的井噴風(fēng)險(xiǎn)，難以推廣應(yīng)用，抽油井帶壓作業(yè)工藝技術(shù)研究始終停滯不前。為此研制了桿式泵帶壓作業(yè)井下控制裝置，與桿式泵配套使用實(shí)現(xiàn)對有桿泵抽油井進(jìn)行帶壓作業(yè)。

1技術(shù)分析

1.1技術(shù)方案

提供一種桿式泵帶壓作業(yè)頂部固定控制裝置。先提前將該控制裝置下入井內(nèi)，在單元作業(yè)施工時(shí)，通過地面控制堵塞油管內(nèi)油流上行通道，然后放掉油管內(nèi)的剩余壓力，最終實(shí)現(xiàn)無壓力、無溢流情況下起下抽油桿及桿式泵，完全消除起下抽油桿及桿式泵時(shí)的井噴風(fēng)險(xiǎn)。該裝置將傳統(tǒng)的帶壓作業(yè)的管內(nèi)控制壓力起下，然后投堵塞器封堵油管作業(yè)，改為先關(guān)閉帶壓作業(yè)頂部控制裝置，實(shí)現(xiàn)油管內(nèi)無壓力作業(yè)，同時(shí)無須油管內(nèi)投堵塞器即可實(shí)現(xiàn)油管帶壓作業(yè)，使整個(gè)施工更加安全可靠。

1.2結(jié)構(gòu)

桿式泵帶壓作業(yè)控制裝置由上接頭、調(diào)整短接、閥體接頭、閥體、彈簧套、復(fù)位彈簧、外管、限位彈簧、螺釘、限位環(huán)、芯軸、下接頭等組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1桿式泵帶壓作業(yè)控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1.3工作原理

帶壓作業(yè)頂部固定控制裝置在下井前，帶壓作業(yè)頂部固定控制裝置閥體4和彈簧套5一起壓縮復(fù)位彈簧6，并與限位彈簧8實(shí)現(xiàn)掛接，隨油管下入井內(nèi)后，能夠保證油套管之間的液面平衡；在桿式泵下入井內(nèi)后，桿式泵的尾部短接較桿式泵的頂部掛接前壓縮該裝置的閥體4和彈簧套5，使限位彈簧8復(fù)原到原位。在油井正常生產(chǎn)狀態(tài)下，由于桿式泵的尾部短接使閥體處于開啟狀態(tài)，油流上行通道暢通，生產(chǎn)正常。在需要施工時(shí)，上提抽油桿及桿式泵，閥體在彈簧和井壓的共同作用下上行，使閥體進(jìn)入閥座密封段，保證油流通道被關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)密封。

在解鎖關(guān)閉油流通道、起泵時(shí)，上提抽油桿及與之連接的桿式泵，由于上提距離大于桿式泵泵長，此時(shí)桿式泵被提起，在復(fù)位彈簧和井壓的共同作用下，閥體上行并關(guān)閉封堵油流上行通道。在無壓力情況下起出抽油桿及桿式泵。

再次下入桿式泵時(shí)，直接下入桿式泵及抽油桿到閥座位置，下放抽油桿用桿式泵尾部短接打開閥體，使之離開密封位置，打開油流通道，桿式泵頂部掛接鎖緊，完成作業(yè)。

關(guān)閉油流通道之后和打開油流通道，桿式泵不壓井作業(yè)控制閥座都處于關(guān)閉狀態(tài)，因此整個(gè)起和下抽油桿及桿式泵的過程，都是在無壓力狀態(tài)下進(jìn)行，無任何井噴風(fēng)險(xiǎn)。

1.4主要技術(shù)參數(shù)

（1）通徑：62mm；（2）長度：450mm

2現(xiàn)場應(yīng)用情況

通過西4-10井等51口井的帶壓修井作業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)無壓力、無溢流情況下起下抽油桿及桿式泵，完全消除了起下抽油桿及桿式泵時(shí)的井噴風(fēng)險(xiǎn)。

3結(jié)論

該裝置能有效地保護(hù)油層，避免油層污染，節(jié)約壓井成本，提高勞動生產(chǎn)率，縮短產(chǎn)量恢復(fù)周期。能夠使半數(shù)以上的抽油井實(shí)現(xiàn)不壓井作業(yè)，有效解決了保護(hù)油層，并有效避免了井噴風(fēng)險(xiǎn)。

作者簡介：安玉山（1974-），男，山西五臺人，本科，工程師，主要從事井筒工程技術(shù)及井控技術(shù)研究與應(yīng)用。