丟手堵水采油一體化技術(shù)研究應(yīng)用

張亮

（中國石化河南油田分公司采油一廠，河南 桐柏 474780）

丟手堵水采油一體化技術(shù)實現(xiàn)一趟管柱完成了丟手、堵水和采油，減化了管柱，提高作業(yè)效率。該管柱能分別對底部封隔器和上部封隔器進(jìn)行驗封，保證了整個管柱密封的可靠性。該管柱在丟手前可實現(xiàn)液流可從上向下流動，能進(jìn)行試壓、擠化學(xué)藥劑等施工。

一、丟手堵水采油一體化管柱配套工具研制

1．固定閥頂托器結(jié)構(gòu)：上接頭、下接頭、中間接頭、復(fù)位彈簧、頂托桿、固定螺母、扶正塊、密封圈、凡爾球等組成。

工作原理：固定閥頂托器通過上接頭與抽油泵聯(lián)在一起，在彈簧力的作用下，頂托桿頂開凡爾球，這樣，就可從油管打壓，液流從抽油泵固定閥流經(jīng)頂托器，然后到封隔器，加壓使封隔器坐封，再正轉(zhuǎn)管柱丟手，中間接頭與下接頭脫開，頂托桿在彈力作用下下行，凡爾球落在凡爾座上，這樣抽油泵在柱塞的作用下可正常工作。

固定閥頂托器主要由上接頭、頂桿、檔環(huán)、中間接頭、密封圈、彈簧、扶正套、下接頭組成，如圖2，通過上接頭3與抽油泵固定閥相連，調(diào)整頂桿2上螺紋改變頂桿伸出的長度，使頂桿2固定閥內(nèi)頂開閥球，此時，彈簧8在中間接頭5內(nèi)臺階和下接頭10縮頸斜坡下處于壓縮狀態(tài)，下接頭10下接液壓封隔器。當(dāng)封隔器下到目標(biāo)層位后，液壓通過油管及抽油泵和固定閥閥球頂托器到達(dá)封隔器，使封隔器坐封。然后在井口正轉(zhuǎn)油管，使中間接頭5和下接頭10的反向絲扣脫扣，實現(xiàn)在中間接頭5和下接頭10之間管柱丟手，彈簧8伸長，帶動頂桿2、檔環(huán)4下行，閥球1回落坐在閥爾座上，檔環(huán)4下落在中間接頭5的內(nèi)臺階上，抽油泵可正常工作。需要打撈時，下專用工具，通過與下接頭10外壁上的絲扣對扣打撈。

2．Y441-114封隔器

Y441-114封隔器是一種液壓式整體卡瓦可取式封隔器(見圖2-23)，主要由上接頭、接箍、中心管、膠筒、活塞套、下活塞、錐體、卡瓦、下接頭等構(gòu)成，它純粹依靠液壓坐封，可一個或多個一起下入井中。特別適合于機械坐封不適宜下入的斜井中。該封隔器的密封系統(tǒng)下由兩種硬度的三節(jié)膠筒組成，位于密封系統(tǒng)下的雙向整體卡瓦坐封堅固，可承受上下的高壓差。

該封隔器的坐封原理是：向油管內(nèi)打壓，下活塞在液壓的推動下向下移動以撐開卡瓦坐封在套管上，同時上活塞向上移動壓縮膠筒以使膠筒撐開，并將全部的液壓力都作用在膠筒和卡瓦上，以確保卡瓦的錨定和膠筒的密封；棘輪鎖環(huán)裝置將鎖緊和保持坐封力，以使卡瓦和膠筒坐封有效。

該封隔器的解封原理是：上提管柱，剪斷預(yù)先設(shè)定剪切力的剪切螺母，區(qū)內(nèi)有一個壓力平衡閥，在解封過程中該閥自動打開以平衡內(nèi)外壓力并使得油管和套管的之間的液體可相互流動，持續(xù)上提將使封隔器外圍部件松動達(dá)到一種完全放松的狀態(tài)，鎖環(huán)釋放，中心管上移，帶動上錐體上移，卡瓦回收。

3．泄壓球座

泄壓球座主要由上接頭，鋼球，密封圈，滑套，剪釘，凡爾，鎖釘，彈簧，下接頭構(gòu)成。該工具接在井下封隔器管柱未端，坐封時，投入鋼球打壓，滑套剪斷剪釘下行，滑套與下接頭構(gòu)成的環(huán)形空間的水通過旁通孔推開凡爾進(jìn)入油套空間，如果坐封球座外部壓力大于內(nèi)部壓力時，凡爾彈簧的作用下關(guān)閉旁通孔，保證了管柱密封的可靠性，封隔器可順利坐封。避免了普通球座當(dāng)下層壓力高于上層時，液流就會推開球座上的球進(jìn)入上部管內(nèi)，甚至發(fā)生井涌或井噴等復(fù)雜情況。

4．丟手裝置

丟手裝置主要由上接頭、緊定螺釘、密封圈、套罩、撈爪、中心管、下接頭構(gòu)成。上接頭下端通過絲扣與套罩相連，套罩外壁打上緊定螺釘防止上接頭與套罩脫扣。套罩下面有一倒錐面，裝入套罩內(nèi)的四瓣剖分式撈爪外錐面與其吻合，撈爪內(nèi)孔有鋸齒形牙齒，其與中心管上端鋸齒形牙齒相咬合。中心管上端與上接頭之間裝有二道“O”形密封圈，中心管下端通過絲扣與油管下接頭相連。

現(xiàn)場實施過程：井口用液壓鉗正轉(zhuǎn)油管，油管帶動上接頭（1），上接頭（1）內(nèi)的撈爪（5）中心管（6）脫開，上接頭（1）、套罩（4）、撈爪（5）隨油管起出，中心管（6）和下接頭（7）留井內(nèi)。打撈時，下入上接頭（1）、套罩（4）和撈爪（5）撈爪（5），當(dāng)快到魚頂時，緩慢下放管柱，撈爪（5）在套罩（4）內(nèi)上行，加壓20KN左右，撈爪（5）上四瓣剖分式鋸齒形牙齒張開，抓住中心管（6）上端鋸齒形牙齒，管柱上提，撈爪（5）在套罩（4）內(nèi)下行，撈爪（5）上四瓣剖分式鋸齒形牙齒收縮，與中心管（6）上端鋸齒形牙齒咬合，上提管柱，丟手裝置全部取出。

特點：機械右旋丟手，改變常規(guī)液壓丟手方式，操作簡單省事；下入上部打撈，安全可靠。

二、 現(xiàn)場應(yīng)用

在雙河油田雙H2213井上進(jìn)行試驗，地質(zhì)上要求對該井Ⅱ4/Ⅲ1-2分層測壓，測壓合格后，完井封Ⅱ40-4，采Ⅲ11-321，下56mm泵，泵深1450米（由于該井負(fù)荷重，檢泵周期短，建議簡化管柱）。經(jīng)測試隊測壓合格，刺丈配油管，下入丟手堵水采油一體化管柱，緩慢勻速平穩(wěn)下放管柱，調(diào)整封隔器至設(shè)計深度后，從油管緩慢升壓到8MPa、穩(wěn)壓5分鐘，坐封Y341-114封隔器，再從套管打壓5MPa，觀察油管是否返液，驗證Y341-114封隔器密封性，無返液，說明Y341-114封隔器密封良好[3]；然后再從油管緩慢升壓到15MPa、20 MPa，各壓力點穩(wěn)壓5分鐘，完成Y445-114封隔器坐封，再正轉(zhuǎn)油管15圈完成管柱丟手，上提管柱到1450m。下入活塞開抽，抽油泵穩(wěn)壓、泵效正常，經(jīng)過一年的正常生產(chǎn)后，又進(jìn)行了第二批10口井試驗，下井成功，生產(chǎn)可靠，抽油泵生產(chǎn)周期正常，2018年開始大批量推廣，成功率達(dá)到了100%。

截至2018年12月，共完成H2213、H8-108、雙T5-166、雙K475、雙K3304、下D5-343、雙K4513、下T10-236、H144、趙泌73-1共12井次施工，工藝成功率100%。

三、經(jīng)濟(jì)效益

投入：每口井新增加工具費用0.3萬元；

產(chǎn)出：1、每口井減少一趟完井及試壓管柱作業(yè)費用3萬元；

2、每口井減少占產(chǎn)一天，創(chuàng)效1.6×1822X0.96=0.3668萬元；

創(chuàng)效=產(chǎn)出-投入=（0.3668+3-0.3）*12=36.8萬元。

四、 結(jié)論與建議

丟手堵水采油一體化技術(shù)實現(xiàn)一趟管柱完成了堵水和采油，工藝簡單實用，既減化了管柱，又減少了作業(yè)強度和作業(yè)費用，可大量推廣應(yīng)用。固定閥頂托器在不改變抽油泵結(jié)構(gòu)的情況下，液流可從上向下流動，能實現(xiàn)對管柱試壓驗封、擠化學(xué)藥劑等施工。