球挂式液压丢手工具研制.pdf

2 0 1 2年第 4 1 卷 第 2期第 7 1页 石 油矿 场机 械 OI L F I ELD EQUI P ME NT 文 章 编 号 1 0 0 1 3 4 8 2 2 0 1 2 0 2 0 0 7 1 - 0 3 球挂式液压丢手工具研制 李玉海 大庆钻探工程公 司 钻井 工程 技术 研究 院 ， 黑龙江 大庆 1 6 3 4 1 3 摘 要 为满足 空 气钻 井后 期 筛管 完井 的作业要 求 ， 解 决机 械 式 丢 手 工具 存在 的 问题 ， 研 制 了球 挂 式 液压丢手工具。该工具通过钢球悬挂 ， 并通过憋压的方式进行丢手 ， 结构简单、 易加 工、 成本低廉 、 功 能 可靠 、 便 于打捞 。现 场应 用 4口井 ， 丢 手成 功率 1 0 0 ， 各项 功 能满足 设计要 求。 关 键词 丢 手 ； 工具 ； 结构 中图分 类号 TE 9 2 5 ． 3 文献标 识码 B S t u d y o f Ba l l Ha ng i ng Ty p e Hy d r a u l i c Re l e a s i ng To o l LI YU h a i Dr i l l i n g En g i n e e r i n g Te c h n o l o g y Re S e a r c h I n s t i t u t e， Da q i n g Dr i l l i n g a n d Expl or at i o n En gi n e e ri ng Co mpan y， Daq i n g 1 63 41 3， Chi na Abs t r a c t I n or d e r t o s a t i s f y t h e r e q ui r e m e nt o f a i r d r i l l i ng s i e ve t u be c o mpl e t i on， s ol v e t he p r ob l e m s i n t he r e l e a s i n g t o ol ， de s i gne d t he hy d r a u l i c r e l e a s i n g t o ol ， t he t y pe of ha n gi n g i s ba l l h a ng i ng， a n d t hr o ug h t he pr e s s u r e t o r e l e a s e， t he t oo l ha s t he a dv a nt a ge s o f s i mpl e s t r uc t ur e， e a s y pr o c e s s i ng， l o w c o s t ， f un c t i on r e l i a bl e， e a s y t o s a l v a g e a nd S O on． The t oo l a pp l i e d 4 we l l s； t he S UC C E S S r at e of r e l e a s i ng i s i 0 0 ． Ke y wo r d s r e l e a s i ng； t oo 1 ； s t r u c t u r e 为 最大 限度 地保 护油 层 ， 提高 采收 率 ， 采 用氮 气 欠平衡钻井工艺 。该工艺对地层零污染 ， 且无压持 作 用 。2 0 1 1 年 ， 大 庆油 田开 展 了常 规 钻井 与氮 气 欠 平 衡钻 井 相结合 的钻井工 艺研 究 与实践 ， 即 ， 利用 常 规钻井工艺钻人油顶但不揭开油层 ， 套管固井 ； 用氮 气 欠 平 衡 钻 井 工 艺 钻 穿 油 层 ， 并 钻 至 油 底 以 下 2 O m， 氮气欠平衡钻井井段用油管与筛管相结合的方 式 完井 。氮 气欠 平衡 钻井井 段 完井 管柱 用丢 手工 具 送入 ， 要 求 丢手通 径 大于完 井 管柱通 径 ， 并 具有 可 捞 功能。现有的机械丢手工具存在缺点 ， 因此研制 了 球 挂式 液压 丢手 工具 。 1 原有 机械 丢手工具的缺点 原有 丢 手工具 多 为机 械式 J形槽 丢 手结 构 [ 1 。 ] ， 如图 1所示 ， 主 要 由上 接 头 和下 接 头 组 成 。下 钻 到 底 ， 正转 钻 具数 圈后 上提 ， 丢 手接 头可脱 开 。该 丢手 工 具靠 下接 头外 表 面周 向均 布 的 3个键 来实 现下 部 管柱的悬挂和旋转， 在下钻遇阻时传递钻压。该丢 手工具优点为 结构简单 、 易加工 、 成本低 ； 下钻过程 可实现钻压和扭矩的传递 。但存在 4个缺点 1 传递的扭矩和钻压较小 。 2 遇阻 时加 压 并 正 转 管柱 ， 丢 手容 易 发 生 中 途 脱开 现象 ， 导致 2次起 下管 柱 。 3 由于上 接 头 没 有 引鞋 ， 用 上 接 头打 捞 下 接 头时 ， 上接头容易变形， 造成打捞不成功 ， 因此需用 打捞矛 进行 打捞 。 4 只能通过悬重力判 断丢手是否成功， 不适 用于较短的完井管柱丢手作业 。 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 9 2 5 作者简 介 李玉海 1 9 6 5 一 ， 男 ， 内蒙古赤峰人 ， 硕士 ， 2 0 0 1年毕业于浙江 大学机械工 程专业 ， 现从事技 术管理工作 ， E - ma i l l i y u h a i c n p c ． c o m． c n 。 石油 矿场机 械 2 0 1 2年 2月 图 1 机 械 式 J形 槽 丢 手 结 构 示 意 2优化后 的机械 式丢手工具 的结构特点 优化 后 的机 械式 丢手 工 具结 构如 图 2所 示 ， 主 要 由上 接 头 和下 接 头 组 成 。下 钻 到 底 ， 反 转 钻 具 数 圈后上提 ， 丢手接头可脱 开。它不仅具有 J形槽丢 手 结构 的全部 优点 ， 而且传 递 的扭矩 和 钻压 较大 ， 克 服 了遇阻 时加 压并 正 转管柱 过 程 中丢手 接头 容 易脱 开 的问题 。由于上 接 头设 计 有 引 鞋 ， 该 机 械 式 丢 手 工具可使用上丢手 接头打捞下部管柱 ， 因此不需用 打捞 矛进 行 打捞 。但 是 ， 优 化后 的机 械 式 丢 手 工 具 仍 然需 要 通过 悬重 力来 判 断丢 手是 否成 功 。 图 2 优化后 的机械式丢手工具结构示意 3球挂式 液压 丢手工具 为 了克 服机 械式 丢手 工具 只 能通 过悬 重力 来判 断丢 手接 头是 否 脱 开 的 缺 点 ， 设 计 了球 挂式 液 压 丢 手工 具 ， 该工 具 可通 过液 压力 来判 断丢 手是 否成 功 。 还设 计 了专 用打 捞工 具 。 3 ． 1结 构及 原 理 球挂 式 液压 丢 手工具 的结构 如 图 3所 示 。球挂 式液 压 丢手 工具 的专 用 打捞 工具 结构 如 图 4所 示 。 1 上 丢手接头 ； 2 密封钢球 ； 3 丝堵 4剪销 ； 5活塞 ； 6连接钢球 ； 7下丢手接头 ； 8 挡板 图 3 球挂式 液压丢手工具结构示 意 1 母扣接头 ； 2 打捞套 ； 3打捞杆 图 4 球挂式液压 丢手工具的专用打捞工具结构示 意 丢手 工具 上 、 下 接 头通 过 轴 向均 布 的钢 球 连 接 在一起 ， 结 合 端面 有 相 应 的 啮合 齿 ， 既 能 传 递 钻 压 ， 又能 传递 扭矩 。当密 封 钢 球 落 在 活 塞 上 时 ， 密 封 钢 球将 流道 封住 ， 压力 上 升而 剪 断销钉 ， 活 塞下 行 至挡 板 挡 板 与上 丢手 接 头 设计 为分 体 结 构 并 焊 接 在 一 起 ， 易 于加 工 上丢手 接 头 的 内孔 ， 此 时 上提 管柱 ， 连 接钢 球被 下丢 手 接头 上 的斜 面 推 至 上 丢 手 接 头 内 ， 连接 失效 ， 压力 迅 速下 降 ， 实 现 丢手 。 打捞 时 ， 由于 打捞 杆是 空心 的 ， 可建 立循 环并 清 洗下 丢手 接头 。打捞套 外表 面 马牙 扣与 下丢 手接 头 内表面马牙扣相配合 ， 打捞 管柱下压 时可通过端 面 啮合 齿传 递 扭 矩 并 转 动 下 部 管 柱 ， 从 而 便 于 打 捞 。 上提 管柱 时 打捞杆 的锥 面 可防 止打 捞套 收缩 并 与下 丢手 接头 脱 开 。 3 ． 2施 工 工艺 1 连接 管柱 按 设 计 要 求 连 接 管 柱 ， 管 柱 组 合从 下至 上 为 引 鞋 油 管 筛 管 油 管 丢 手 工 具 钻杆 。 2 下钻下钻时对下放速度等无特殊要求 ， 遇 阻时 可全悬 重 下压 ， 并 可旋 转管 柱 。 3 循 环 下 钻 到底 后 进 行 正 循 环 ， 循 环 通 畅 后 ， 记 录循环 压力 及排 量 。 4 投 球卸开 方钻 杆 ， 将钢 球投 入 钻杆 内， 等 待 钢球 下落 。 5 憋 压钢球 下 落至 活塞 后 ， 开泵 加压 ， 排 量 与 循环 时 的排量 一致 。当压 力大 于循 环 压力 4 MP a 后 ， 上提 管 柱 ， 压 力迅 速 下降 ， 丢 手脱 开 。 6 循 环泵车 排 量不 变 ， 继 续加 压 ， 压力 上 升 接 近循 环压 力后 ， 不 再继 续上 升 ， 确定 丢 手脱 开 。 打捞丢手管柱时 ， 将球挂式液压 丢手工具的专 用 打捞 工具 下入 ， 由于打 捞杆 内部 为 中空 结构 ， 因此 通 过反 循环 可彻 底清 洗 下丢 手接 头顶 部 。捞住 丢 手 管柱后 ， 可旋转管柱 ， 使丢手 管柱活动 后进行 打捞 作 、 I 。 2 0 1 2年 第 4 1卷 第 2期第 7 3页 石油 矿场 机械 OI L F I E LD EQUI PME NT 文 章 编 号 1 001 - 3 4 82 2 0i 2 02 00 7 3 0 5 地面控制多级分注装置结构及在深井中的应用 宋祖厂h， 刘 扬h， 盖旭波h， 李倩h， 杜京蔚 ， 狄宏k， 杜树勋 1 ． 大港油 田公 司 a ． 采油工艺研究 院； b ． 采油五厂 ； C ． 石油工程研究 院， 天津 3 0 0 2 8 0 ； 2 ． 大港油 田公 司 采油二厂 ， 黄骅 0 6 1 1 0 3 摘要 大港 南部 油田含 油层 系多 ， 层 间矛 盾 突 出。为提 高注 水 开发 效 果和 低 渗 油藏 的动 用程 度 ， 先 后 开展 了插入 式地 面分 注 工艺技 术和 同心双 管分 注 工 艺技 术先 导试 验 ， 并在 南部 油 田应 用 了 5口 井 ， 均取得 了 良好 的分 注效 果 。现 场试 验证 明 ， 采 用地 面 多级 分 注技 术 能够 有 效解 决井 深 、 注 水压 力 高 、 油稠 、 结垢 以及投 捞测 配难 度 大的 工 艺难 题 ， 提 高分 注技 术 水平 。 关键 词 分层 注水 ； 深 井 ； 井 口装 置 ； 管柱 中 图分类 号 TE 9 3 4 ． 1 0 7 文献标 识码 B 3 ． 3 技 术参数 目前 仅设 计 了适 用 于 0 1 3 9 ． 7 式液 压丢 手工 具 ， 参 数如 表 I 。 mm套管 的球挂 5 结 论 表 l 球挂式液压丢手 工具 的技 术参数 4 现 场 应 用 球挂式液压 丢手工具在肇州油 田州 5 4区块应 用 2口井 ， 在 永 乐 油 田台 1 0 5地 区 台 7 0 1区块 应 用 2口井 ， 丢手成功率 1 0 0 。具体情况如表 2 。 表 2球挂式 液压丢手工具现场使用情况 1 球挂 式液 压丢 手工 具设 计合 理 ， 性 能可 靠 ， 易加 工 。具有 机 械式 丢 手 工 具 的全 部 优 点 ， 并 解 决 了机械式丢手工具只能靠悬重来判断丢手接头是否 脱开的缺点， 适用于较短管柱的丢手作业。 2 该 丢 手工 具 长 度 仅 为 0 ． 5 m， 采 用 液 压 方 式丢手 ， 适用于直井、 定 向井、 水平井等井 型的管柱 丢手 作业 。 3 下丢 手接 头通 径大 ， 与丢 手管 柱通 径一 致 ， 能满 足后期 冲沙等作 业 的要 求 。 4 设计的专用打捞工具提高了打捞作业的可 靠性 ， 为后期的增产等施工作业提供了保障。 参 考文献 [ 1 ] 王禾丁 ， 谷 开昭 ， 朱爱萍． 液压 丢手工 具丢手 压差 的设 计计算『 J ] ． 石油矿场机械 ， 2 0 0 2 ， 3 1 2 4 1 4 3 ． E 2 ] 吴姬吴． 石 油工程用 丢手机 构的分 析与研 究 E J ] ． 石油 矿场机械 ， 2 0 0 4 ， 3 3 2 6 3 6 5 ． I- 3 ] 柴国兴 ， 宋 开利 ， 古光 明， 等 ．一 种新 型液压 丢手 工具 研 制E J ] ． 钻采工艺 ， 2 0 0 0 ， 2 3 2 5 2 5 3 ． 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 9 0 2 基金项 目 大港油 田公司科技攻关项 目 2 0 1 1 0 2 0 4 作者简介 宋祖厂 1 9 8 2 一 ， 男 ， 河南鹿 邑人 ， 硕 士 ， 2 0 0 9 年毕业于 中国石油 大学 华东 材料 学专业 ， 现从事 分注 工艺设计 、 井下工具及计算机辅助设计 与数值模 拟计 算方面的工作 ， E ma i l s o n g z u c h a n g 1 6 3 ． c o m。