液压助力器在丢手堵水管柱解封中的应用.pdf

2 0 1 1年 第 4 o卷 第 3 期第 8 6 页 石油 矿 场 机械 OI L F I ELD EQUI P MENT 文 章 编 号 1 O 0 1 - 3 4 8 2 2 O 1 1 0 3 0 0 8 6 0 2 液压助力器在丢手堵水管柱解 封中的应用 岳九红 ， 邹倩 莹 ， 吴荷香。 1 ． 中国南 海东部石油公司 西江油田， 广东 深圳 5 1 8 0 6 7 ； 2 ． 河南 石化运输有限公司 ， 河南 南阳 4 7 3 1 3 2 ； 3 ． 中石化河南油 田分公司 石油工程技术研究院 ， 河南 南阳 4 7 3 1 3 2 摘要 采 用液 压助 力器 可解决 大斜 度 井及 水平 井丢手堵 水管柱 解封难 的 问题 ， 其作 用原理相 当于井 下 千斤项 。介 绍 了液压助 力器 的工作 原 理及 结 构组 成 。2 0 0 9年 共 开展现 场 应 用 1 0口井， 解 封成 功率 达 1 0 0 。 关键词 液压 助力 器； 大斜度 井 ； 封 堵管柱 ； 解封 中图分 类号 TE 9 3 1 ． 2 文献标识 码 B Ap p l i c a t i o n o f Hy d r a u l i c Bo o s t e r i n Re t r i e v a b l e W a t e r S h u t o f f Pi p e S t r i n g Re l e a s i n g Op e r a t i o n YUE J i u h o n g ， Z OU Qi a n y i n g ， W U He x i a n g 。 1 ． Xi j i a n gOi l fi e l d， C NOOC， S h e n z h e n 5 1 8 0 6 7 ， C h i n a； 2 ． He n a n Pe t r o c h e mi c a l Tr a n s po r t a t i o n Co ．， Lt d ．， Na n y a n g 4 7 3 1 3 2 ， Ch i n a； 3 ． He n a n Oi l fi e l d Co mpa n y o f SI NOPEC， Na n y a n g 4 7 3 1 3 2 ， Ch i n a Ab s t r a c t The hy d r a ul i c bo o s t e r wa s a pp l i e d t o s o l v e t he p r o bl e m o f r e l e a s i n g r e t r i e v a b l e wa t e r s hut of f p i pe s t r i n g p a c ke r i n h i g hl y de vi a t e d we l l s a n d h o r i z on t a l we l l s ． Th e t h e o r y i s t h e s a me a s d o wn h o l e j a c k ． I t wa s t o t a l l y u s e d o n 1 0 we l l s wi t h i 0 0 ％ s u c c e e d e d ． Ke y wo r d s Hy dr a u l i c b oo s t e r ； h i gh l y d e v i a t e d we l l ； s h ut o f f pi p e s t r i ng； r e l e a s i ng p a c ke r 大斜 度井及 水平 井 由于井 眼轨迹 的特 殊性 ， 丢 手堵水管 柱解封 时 沿程 摩擦 阻力 大 ， 传 递 到 封 隔器 的力量小 ， 封隔器 解封 困难 ， 甚 至无法解 封 _ 】 ] ， 因此 通 常采用 全井合 采 。 由于受 非 均 质性 的影 响 ， 全 井 合 采使 得 中、 低 渗 透 层 的 动 用 程 度 差 。 国 内 利 用 Y 4 4 1 型 封隔器 或 K3 4 4型小 直 径 封 隔 器 对底 水 进 行 永久 性 封堵 [ 6 ] ； 国外 主要 采用 下人 坐 封膨 胀 式桥 塞 ， 然后 在桥塞之 上 注水 泥 ， 形 成 永久 性 封堵 ， 这 些 措施 均不 能实现 任意层开 采l 7 ] 。为 了使大 斜度 井及 水 平井既 能实现 任 意层 开采 ， 又能 使封 堵 管 柱顺 利 解 封起 出 ， 研究设 计 了液 压助力器 。 l 结构组成及 工作原理 1 ． 1 结构 组成 上接 头 、 上钢 套 、 连接 体 、 下 钢套 、 支撑套 通过螺 纹 连接 ； 上 活塞 、 下活塞 、 中心 管 、 下接 头通过 螺纹连 接 。上活塞 和上 钢套 、 下活 塞 和下 钢 套之 间通 过卡 簧 密封 ， 如 图 1 所 示 。 l 2 3 4 5 6 ／8 9 1 0 1 一 上接 头； 2 一上活塞 ； 3 一上钢套 ； 4 卡簧 ； 5 一 连接体 ； 6 一 下活塞 ； 7 下钢套 ； 8 中心管 ； 9 一支撑套 ； 1 O 一下接头 图 1 液压助力器结构 1 ． 2工作 原理 其原理 相 当于井下 千斤顶 。当油 井生产 一段 时 间后 ， 需要 调层或 换 封 时 ， 起 出生 产管 柱 ， 下 入 带有 水 力锚 、 液 压助 力 器和 捞 矛 的管 柱 。 以大斜 度 井 为 例 如 图 2 ， 当捞矛捞 住 丢手接 头后 ， 先 向上 提 拉管 收 稿 日期 2 0 1 0 0 9 1 3 作者简介 岳九红 1 9 6 9 ， 男 ， 陕西泾 阳人 ， 工程师 ， 主要从事海上油气 田勘探与开发 ， E ma i l He z h i b e i s i n a ． c o rn。 第 4 O卷第 3 期 岳九红 ， 等 液压助力器在丢手堵水管柱解封 中的应用 8 7 柱 ， 使油管处于拉伸状态 ， 上提管柱时根据负荷情况 判 断封 隔器是 否解 封 ； 若 解封 遇卡 时 ， 从 油管 内打液 压 ， 水力锚 锚牙 撑 开 ， 锚定 管柱 ， 在压 力作 用下 ， 液压 助力 器 开始动 作 ， 上 活塞 、 下 活塞 、 中心管 、 下 接头一 起上 移 ， 带动丢 手管 柱 向上移 动 ； 当移动距 离 等于液 压助 力器设 计 行 程 2 5 0 ram 时 ， 上 接 头 和 上 活 塞 、 连接 体和下 活塞 、 支撑 套 和下接 头端 面接触 ， 上 钢套 和下 活塞 的通孔 相对应 ， 形 成泄 压通 道 ， 水 力锚锚 牙 回收 ； 然 后上 提 管 柱 ， 上接 头 、 上 钢套 、 连接 体 、 下 钢 套 、 支 撑套一 起上 移 ， 重 新 留 出工 作空 间 。重复上 述 过程 ， 直至 管柱完 全解 封 。 1 一 水 力 锚 ； 2 一 液 压 助 力 器 ； 3 一 捞 矛 ； 4丢 手 接 头 ； 5 一堵 水封 隔 器 ； 6 扶 正 器 ； 7 一 单 流 阀 ； 8 丝 堵 图 2 液压助力器工作示意 2 结构特点及主要技术参数 2 ． 1 结构 特点 1 结 构 简 单 ， 便 于组 装 ， 且 与 其 配 套 的水 力 锚 、 捞矛 为常用作 业 工具 ， 因此 使用方 便 。 2 在 活塞 与 活 塞套 之 间采 用 钢性 密 封 环 ， 提 高反 复密封 性能 ， 保证 液压 助力 器在井 下重 复工 作 ， 解 决 了普通 密封胶 圈 易破损 的 问题 。 3 当工作 活塞 移 动 到 最 大设 计 行 程 时 泄 压 ， 这 样液压 助力 器可 在 井 下 重 复 动作 ， 直 至井 下 管 柱 解 封 。 2 ． 2主 要技 术参数 开启 压力 2 MP a 最大 承受载 荷 5 0 0 k N 最大外 径 D 1 0 5 I i l m 最 小通 径0 3 5 mm 活塞行 程 2 5 0 mm 总长 1 8 1 0 t r i m 3现 场 应 用 效 果 2 0 0 9 年 ， 在河 南油 田共 开 展 现场 应 用 1 O口井 ， 解封 成 功率 达 1 0 0 ， 措 施井 最 大 井 斜 角 7 6 。 ， 最 大 解封 力 4 9 0 k N， 具体 应用情 况 如表 l 所 示 。现场 应 用表 明 ， 封堵 管 柱下人 深 度及井 斜角 越大 ， 液压 助力 器所 承 受 的解 封 力 也 越 大 。 H1 2 - 1 7 8井 在 2 O 0 6 2 0 0 8年 的 2次换 封 措 施 中 ， 由 于 封 隔 器 不 能 解 封 ， 均 采用 了 大 修 作 业 。2 0 0 9 0 3 1 0该 井 在 调 层 作 业 时 ， 采用 液压 助力 器使 封堵 管柱顺 利起 出 。 表 1 液压助 力器应用效果统计 4结 论 及 认 识 1 现 场应用 表 明 ， 液 压 助 力 器 在 大斜 度 井 封 堵 管柱解 封 中 的初 步 应 用 是 成 功 的 ， 解 决 了大 斜 度 井封 堵管 柱解 封难 的 问题 。 2 下步 准备 对 液 压 助力 器 进 行 系列 化 ， 活塞 级数 分为 2 ～4级 ， 以满足 不 同解封 载荷 的需要 。 3 与大斜 度 井 相 比， 水平 井封 堵 管 柱 解封 难 度更 大 。应 根据 应用 中发 现 的问题对 液压 助力 器 的 结构进 行 改进完 善 。 参 考 文献 [ 1 ] 侯玫 ， 宋根才 ， 向明光 ， 等． 水平 井堵水工 艺管柱 的研 制 与应用 [ J ] ． 石油天然气学报 ， 2 0 0 5 ， 2 7 6 2 1 2 3 ． E 2 ] 李光前． 电控机械 找堵水 工艺技 术研究 E J 3 ． 石 油矿场 机 械 ， 2 0 1 0， 3 9 5 4 3 4 5 ． [ 3 ] 杨法仁 ， 张有天 ， 王 峰 ， 等． 热采桥塞堵水验封 管柱 的 创新与应用E J ] ． 石 油矿场 机械， 2 0 0 9 ， 3 8 3 9 1 9 4 ． [ 4 ] 陈俊 国， 王志清 ， 丁 阳， 等． 新型双 向锚定封隔器 和配 套完 井 生 产 管 柱 [ J ] ． 石 油 矿 场 机 械 ， 2 0 0 8 ， 3 7 5 8 1 8 4． [ 5 ] 刘秀兰． 找堵水抽油泵研制 与试验 [ J ] ． 石 油矿场机械 ， 2 00 7， 36 1 1 71 73 ． E 6 3雷雨 田， 潘 朝军 ． 1 7 8 mm套 管 井机械 丢手 堵水 技术 [ J ] ． 河南石油 ， 2 0 0 0 ， 5 3 7 3 9 ． E T 3 刘海玲 ， 汤程辉． 小直径丢 手堵水工 艺管柱[ J ] ． 石油钻 采 工 艺 ， 2 0 0 3， 2 5 4 4 3 4 5 ．