Z412型油管任意位置堵塞器研制與應(yīng)用

徐曉宇（大慶油田有限責(zé)任公司　采油工程研究院，黑龍江　大慶163000）

Z412型油管任意位置堵塞器研制與應(yīng)用

徐曉宇
（大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，黑龍江大慶163000）

針對油田油水井作業(yè)的環(huán)保要求，研制了一種Z412-66型油管任意位置堵塞器。該堵塞器主要由丟手頭、卡瓦系統(tǒng)、密封系統(tǒng)等組成；工具承受壓差15MPa，耐溫90℃。與其他工具配合使用，可用于油水井不壓井作業(yè)?，F(xiàn)場應(yīng)用2口井，施工成功率100%。

堵塞器；環(huán)境保護(hù)；不壓井作業(yè)

隨著《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》的推行，油田環(huán)境保護(hù)要求越來越嚴(yán)格，油水井作業(yè)時(shí)外排液污染問題日益突出［1］。大慶油田油水井作業(yè)越來越頻繁，而壓井作業(yè)會(huì)堵塞地下油水通道，影響采油產(chǎn)量和注水效果；放噴降壓，地層會(huì)釋放大量能量，給后續(xù)生產(chǎn)帶來很大損失，還會(huì)造成大量的地面污染［2］。為避免外排液污染，通常采用地面收集器收集、罐車?yán)\(yùn)處理的方式，這種作業(yè)方式成本高、時(shí)間長。不壓井作業(yè)是一種在帶壓環(huán)境中完成修井的作業(yè)方法［3-5］，不壓井作業(yè)機(jī)施工費(fèi)用高昂，施工時(shí)間長，無法大規(guī)模應(yīng)用。為此，研制了油管任意位置堵塞器，可用于油水井不壓井作業(yè)要求，施工工藝簡單，操作安全可靠。

1　結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1結(jié)構(gòu)

Z412型油管任意位置堵塞器結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要由丟手頭、卡瓦系統(tǒng)、密封系統(tǒng)等組成。

1.2工作原理

下井前，將丟手頭與堵塞器用剪斷銷連接，堵塞工具的密封系統(tǒng)外徑小于60mm，用絞車將堵塞器下入預(yù)定深度，慢提鋼絲使卡塊卡在油管接箍處，繼續(xù)上提后膠筒形成初封，彈簧爪與油管充分接觸錨定，利用機(jī)械震擊器將剪斷銷震斷，完成堵塞器初封及丟手。當(dāng)油管在井口泄壓后，堵塞器上下壓差繼續(xù)推動(dòng)密封膠筒工作，達(dá)到成功封堵油管的目的。堵塞器上下壓差所產(chǎn)生推力作用在膠筒及彈簧爪上，推力越大錨定及密封效果越好。從地面起出后旋轉(zhuǎn)中心管，鎖塊與中心管脫離，膠筒在自身的彈力下回收，堵塞器恢復(fù)到初始狀態(tài)。

圖1　Z412型油管任意位置堵塞器結(jié)構(gòu)示意

1.3主要技術(shù)參數(shù)

長度71mm

外徑57mm

適應(yīng)油管62mm

承壓15MPa

耐溫90℃

1.4技術(shù)特點(diǎn)

1）上提剪斷銷釘形成初封后，依靠堵塞器上下壓差，使彈簧爪及密封皮碗二次工作，且壓差越大效果越好，實(shí)現(xiàn)不壓井作業(yè)。

2）中心管和鎖塊間有反向鋸齒扣，工作時(shí)可以起到自鎖的作用，壓差降低后密封皮碗不反彈，只有正向旋轉(zhuǎn)中心管，中心管和鎖塊（反向鋸齒扣）脫離，膠筒在自身的彈力下回收，堵塞器恢復(fù)到初始狀態(tài)。

2　施工工藝管柱及現(xiàn)場應(yīng)用

2.1防噴工藝管柱及配套工具

油管任意位置堵塞器主要配套工具為震蕩器、絞車、防噴管和加重桿，如圖2所示。

圖2　油管防噴工藝管柱

2.2施工工藝

工具下井前，確保各螺紋連接緊固，油管、套管均打開；通過地面絞車，用鋼絲將油管任意位置堵塞器及配套工具投入井內(nèi)；到達(dá)預(yù)定位置后，上提鋼絲繩，當(dāng)載荷增加時(shí)，表明卡塊已卡在油管接箍處，繼續(xù)上提，載荷突然降低，表明震蕩器工作，上接頭的剪斷銷被剪斷，此時(shí)油管任意位置堵塞器已形成初封；拆掉防噴管并觀察井口，油管停止出液，表明油管任意位置堵塞器工作效果較好，達(dá)到了封堵油管的目的。

起出工具后，正向旋轉(zhuǎn)中心管，中心管和鎖塊（反向鋸齒扣）脫離，膠筒在自身的彈力下回收，堵塞器恢復(fù)到初始狀態(tài)。

2.3現(xiàn)場應(yīng)用

油管任意位置堵塞器及配套工具經(jīng)過室內(nèi)試驗(yàn)，合格后進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用。目前，完成2口井的現(xiàn)場試驗(yàn)，下入深度分別為500 m、800 m。油管任意位置堵塞器下入過程順暢，坐封完全，封堵效果明顯。

3　結(jié)論

1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，通過堵塞器上下壓差產(chǎn)生的推力使膠筒坐封，旋轉(zhuǎn)中心管，中心管和鎖塊脫離，膠筒回收，堵塞器解封。

2）施工工藝簡單，操作安全可靠。下入過程順暢，坐封完全，封堵效果明顯。

［1］湯清波.兩種油水井作業(yè)污水處理工藝［J］.油氣田地面工程，2009，28（8）：65-66.

［2］李龍剛，郭保衛(wèi)，馮波.滑塊式油管內(nèi)堵塞器的研制與應(yīng)用［J］.石油機(jī)械，2014（9）：96-99.

［3］高廣啟.自坐封式油管堵塞器的研究及應(yīng)用［J］.石油機(jī)械，2014（5）：88-90.

［4］王煒.不壓井作業(yè)裝置技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用分析［J］.石油機(jī)械，2014，42（10）：86-89.

［5］趙建國，李友軍，，陳蘭明，等.不壓井作業(yè)設(shè)備引進(jìn)技術(shù)研究［J］.石油礦場機(jī)械，2004，33（6）：104-107.

Research and Application of Z412 Arbitrary Position Tubing Plug

XU Xiaoyu
（Research Institute of Production Engineering，PetroChina Daqing Oilfield Company Limited，Daqing 163000，China）

In view of the environmental protection requirement of oil and water wells in Daqing oil-field，a kind of Z412-66 tubing arbitrary position plug is developed.The plug is mainly composed of release sub，anchorage system，sealing system，and etc.For the plug，pressure tolerance is 15MPa，temperature tolerance is 90℃.It can be used for snubbing service with matched tools.The practical application is made in two wells，and the success rate is 100%.

plug；environmental protection；snubbing

TE931.2

B

10.3969／j.issn.1001-3482.2015.12.021

1001-3482（2015）12-0080-02

2015-06-03

徐曉宇（1980-），男，黑龍江大慶人，工程師，現(xiàn)從事分層采油配產(chǎn)技術(shù)研究工作，Email：xuxiaoyu＠petrochina. com.cn。