液压式连续油管定位器研制.pdf

2 0 1 3 q - 第 8 期 第 4 2卷 第 5 2页 油矿 场机 械 OI L F I EI D EQUI P ME NT 文 章 编 号 1 0 01 34 8 2 2 1 3 08 00 5 2 - 0 3 液压 式连续油 管定位器研制 任 国富 ， 姜 勇 ， 桂捷 - 一 ， 付钢旦 一， 王在 强 。 ， 邵 媛 ， 一 ， 任 勇 1 ． 长庆油 田公 司 油气 l厂 艺研 究院 ， 西安 7 1 0 0 2 l ； 2 ． 低渗透油气 田勘探开发 国家工程实验事 ， 西发 7 1 0 0 2 1 摘要 现有的连续油管用弹簧式定位器的工作寿命低。分析导致其寿命低的主要原 因， 设计了一种 液压 式定位 器 。现 场试 验表 明 研 制 的定位 器可根 据 需要 启动和 关 闭定位 功 能 ， 改 变 了弹簧式 定位 器全 井段 被 动 定位的 工作 方式 ， 从 而延 长 了定位 器 的工作 寿命 。 关 键词 连 续油 管 ； 定位 器 ； 液 压 ； 寿命 中图分 类号 TE 9 3 3 ． 8 0 3 文献 标识 码 B De v e l o p me nt o f Hy d r a u l i c Co i l e d Tu b i n g Lo c a t o r REN C - u o f u 。 ‘ ， J I ANG Yo n g ， UI J i e ， FU Ga n g d a n ， W ANG Za i q i a ng ～． SH A Yu a n ～． REN Yong ’ 1 ．Oi l an d G“ 7 ’P hno l o ,gY Re s e ar c h I ns t i t u t e， Ch angq i n g Oi l ，i e l d Co mpan y， Xi ’ “”71 0 021， 、 i n a； 2 ． Na t i o n a l En ,g i n e e r i n g La b o r a t o r y fO I*E、r pl o r a t i o n a n d De v e l o p me n t o，L o z Pe r me a b i l i t y f “ Fi l d ． X ， “ 7 ] [ ] 0 2 1 ． f 、 i d Abs t r a c t Ai m i n g a t t he p r o bl e m of l o w wo r ki ng l i f e t ha t c ur r e n t l y c oi l e d t ub i n g s pr i n g l o c a t or h a s， t he m a i n r e a s o ns wh i c h c a us e d l ow wor ki n g l i f e a r e a na l y z e d， a nd a hyd r a ul i c l o c a t or i s de v e l 一 “” 一 “一”- 4 -u十 一 ”． ． “～ 一- ． _ 卜““ 一 十 ” ． -“ 一 ” ”一”” “十 一一十”“ 卜 “ ” - ”““一 ” ““”” }“ “一 十 ”“～ 均悬 浮物 质星浓 度 1 ． 3 9 mg ／ I ， 平 均 粒径 中值 0 ． 7 9 ” m， 适 用于 油 田回注污 水 的深度处 理 。 2 建议 在今 后 的研 究 中 ， 把 膜 污 染 控 制 以及 膜清 洗方 法作 为研 究 重点 ， 以保 证 金 属 膜 的 过滤 通 鼙 ， 使其 在油 田污水 处理 中发挥 更 大 的优 势 。 参考 文献 [ 1 ] 程 汉东． 膜过滤技 术在油 田注水 中的应 用[ J ] ． 断 块油 气 田 ， 2 0 0 3， 1 0 3 7 3 7 5 ． [ 2 ] 蔺爱国 ， 刘培 勇， 刘 刚 ， 等． 膜分离技术在油 田含油污 水处理中 的应用 研 究进 展 [ J ] ． 工业 水处 理 2 0 0 6 2 4 1 5 8 ． [ 3 ] 姜安玺 ， 赵玉鑫 ， 李 丽 ， 等． 膜分离技 术的应 用与进展 [ J ] ． 黑龙江大学 自然科学学报 ， 2 0 0 2 1 0 3 9 8 1 0 3 ． [ 4 ] 顾伟， 朱建耀． 膜分离技术及其在污水处理中的应用 [ J ] ． 哈尔滨 职、 技术学 院学报 ， 2 0 0 7 5 1 1 7 ～ l 1 8 ． [ 5 ] 杨技 ， 龚世彬 ， 缑晓军 ， 等． 几种油 ⋯污水处 方法对 比[ J ] ． 石油矿场机械 ， 2 0 0 0 ， 2 9 5 5 卜5 2 ． [ 6 ] S Y／ T 5 3 2 9 1 9 9 4 ， 碎屑岩 油域 注水水 质推 荐指 标及 分析方法I s ] ． [ 7 ] 赵雷 ， 冯 明华． 陶瓷滤料过滤油 田污水技术试 验研究 [ J ] ． 石油矿场机械 ， 2 0 1 l ， 4 0 7 6 6 6 9 ． [ 8 ] 浦鹏 程． 冀 东 油 田含 油污 水 的处 理 现状 及发 展 方 [ J ] ． 承德石油高等专科学校学报 ， 2 0 0 7 ， 9 3 1 4 ． [ 9 ] 郝超磊 ， 贾万瑾 ， 宣美 菊． 冀 东油 田污水处理 上艺 研究 [ J ] ． 油气 田环境保护 ， 2 0 0 5 3 3 7 3 9 ， 6 1 ． [ 1 0 ] 罗伟福 ， 杨忠 ， 周东月 ， 等． 冀东 油 出高含水 合聚 合 物采 出液处理技术[ J ] ． 油 田化学 ， 2 0 0 9 1 5 9 6 1 ． [ 1 1 ] 陈 立 峰 ， 张 靓． 提 高油 田污水 处 理效 果 方 法 研 究 [ J ] ． 资源环境 与_ 【 程 ， 2 0 1 1 ， 2 5 4 3 7 6 3 7 9 ． 『 1 2 ] 刘茉娥 。 蔡邦 肖， 陈益棠． 膜技术在污水处理 及吲川 L } J 的应用[ M] ． 北京 化学工业出版l卒 十， 2 0 0 4 l 6 2 ． 收稿 日期 2 0 l 3 2 l 9 基金项 目 中石油集团公司科技 项 目“ 油气藏储层改造技术重大现场攻关 试验” 2 0 1 2 F C GY I G Z 0 0 2 作者简介 任国富 1 9 8 1 ， 男 ， 陕两榆 林人 ， 硕 十 ， 现 从事油 气 田开 发．Y - L 和井 下 工具方 面 的工作 ， E - n ra i l r g f c c 1 p e t 第 4 2卷第 8期 任 国富 ， 等 液压式连续油管定位器研制 op e d ．Fi e l d t e s t s de m o ns t r a t e t ha t t he hy dr a u l i c l oc a t o r ha s p os i t i on i ng a b i l i t y t o o pe n a nd s h ut of f a c c o r d i n g t o r e q ui r e m e nt ．Hyd r a ul i c l o c a t o r c ha n ge s f u l l h ol e l o c a l i z a t i o n pr o c e s s of s pr i n g l o c a t or t hus e x t e nds wor k i ng l i f e ． Ke y wo r d s c o i l e d t u bi n g； [ o c a t or ； hy dr a u l i c； wo r ki ng l i f e 近 年来 ， 得 益于 连 续 油 管 性 能 管 径 、 力 学 指 标 等 的不断提 高， 连续油管压裂 技术获得 了长足进 步 。连 续 油管 在 一 趟 管柱 多 层 压 裂 以及 油 气 井 带 压拖 动压 裂方 面具 有无 可 比拟 的优势 。对 于 多层 压 裂来 讲 ， 连续 油管 在 井 下 准 确 定 位 是 一个 比较 困 难的问题 州， 因为连续油管 自带 的计深设备受限于 计 量原 理 的 限 制 ， 无 法 满 足 井 下 精 确 定 位 的 要求 。 国内 目前 主要用 弹簧 式套 管接 箍定 位器 来进 行井 下 定位， 由于该定位器是全井段被动定位 即， 弹簧膨 胀 使定 位卡 块 紧贴 套 管 内壁 ， 上 提 连续 油管 遇 到 每 个套管接箍时都是一个找接箍定位的过程 ， 使得其 磨损严重 ， 导致其使用 寿命太低。为此研制 了液压 式 连续 油管 定位 器 。 l 技术分析 1 ． 1 结构 液压 式定 位器 结构 如 图 1 所 示 左端 为上 ， 右 端 为下 。 1 一 上接头 ； 2 ～ 备帽 ； 3 弹簧 ； 4 一滑套 ； 5 ～本 体 ； 6 定 位球 ； 7 一 密封圈 图 1 液压式定位器结构 1 ． 2工 作原 理 连续 油 管连 接压 裂工 具及 定位 器下 入 到离射 孔 段最 近 的短套 管 下 面 ， 之 后 开 始 反 循 环 ， 与 此 同 时 ， 连续油管缓慢上提 ， 上 提速度不超过 6 m／ rai n 。反 循环流体经过滑套 中间的小孔时， 会产生节流压差 ， 节流压差推动滑套上行 ， 压缩弹簧 ， 滑套的斜面推动 定位球 ， 使定位球向外扩张。当遇到套管接箍时， 定 位球 切人 到 套管 接箍 的缝 隙 内 ， 如 图 2所示 ， 引起 地 面连续油管上提力增加 增加值即为定位力 ， 从而 显 示 出短套 管 接 箍 的位 置 。反 循 环 停 止 后 ， 弹 簧 推 动滑套 下行 ， 使 定 位球 回缩 ， 恢 复 原 始 状 态 ， 继 续 开 始反循环并上提连续油管寻找另一个套管接箍。 j ／／ ； ／ ／ ， ／ ／ 一一 ， ／ _ _ 聊幺 笙 、 、 ’ 、 、 、 、 ’’ 、 、 ’ 、 ℃ {{ { ● ， 、 、 、 ∞ 、 、、 、 、 1 一套管接箍 ； 2 一定位器 ； 3 ～反循环液 流 图 2 液压式定位器反循 环定 位示 意 1 ． 3主要技 术 参数 长度 最 大外 径 定位 力 启 动流 量 连接 螺 纹 1 ． 4技 术特 点 4 2 O ml T l 1 1 5 mm 5～ 2 0 kN 2 O O L／ mi n 2 EU E 液压式定位器是在分析总结 目前常规定位器应 用情况的基础上， 巧妙利用液压推动作用替换 了常 规定位器的弹簧推动作用 ， 从而使得定位过程人为 可控 。该定 位 器具有 以下 特点 1 根 据需 要 ， 到 达 预 定 井段 后 才 开 启 定 位 功 能， 缩短了定位器的工作时间， 延长 了使用寿命 。 2 启 动 流量小 。只需要 2 0 0 L ／ mi n的流量 即 可激活 定位 功 能 ， 适用 于连 续 油管管 径小 的特 点 。 3 安全性高。当弹簧失效后 ， 只需要大力上 提连续油管 ， 也可使定位球和滑套发生相对运动， 迫 使定位球复位 ， 避免卡钻的发生 。 1 ． 5 工艺步骤 1 地面连接好井下工具 ， 记录好 每件工具 的 连接尺寸以及喷射器 或射孔枪 离定位球的距离。 2 下人连续油管及井下工具到短套管以下约 石油 矿场 机械 0 r n。 3 开始 反循环 ， 排 量稳 定在 2 0 0 L ／ mi n ， 以约 6 m／ rai n的速 度上 提连 续油 管 ， 测 定套 管接 箍位 置 。 当测 到套管 接 箍 时提 力 增 加 5 ～2 0 k N。找 到 接 箍 后， 停止反循环 ， 使定位球 回缩 ， 上提连续油管使定 位 球退 出套 管接 箍缝 隙 。 4 重 复 步 骤 3 ， 直 到找 到 所 有 的 短 套 管 接 箍 位 置 ， 停止反 循环 。以短套 管位 置为基 准 ， 移动连 续 油 管 到 需 要 的 施 工 位 置 ， 开 始 射 孑 L 、 压 裂 等 施 工 程序 。 5 停止 反 循环后 ， 如果 上 提力太 大 ， 说明管 柱 遇 卡 。此时 可正循 环 冲洗 遇 阻 位置 ， 同 时尝 试 上 提 解 卡 ， 如果仍 不能 解 卡 ， 可 大 力上 提 解 卡 ， 最 大 提 力 不 高 于剪切 丢手拉 断力 。 3 结 论 2现场试 验情 况 2 0 1 2年 ， 在油 田进行 r 3 L I 井 的 井下 定 位 现场 试 验 ， 按照工 艺要 求 ， 连续 油管 下到短 套 管下方 一定 距 离后 ， 开始 反 循 环 ， 同 时缓 慢 上提 连 续 油 管 ， 3口 井均准确找到短套管位置。试验数 据如表 1所示 ， GXX XX井 试 验 时 连 续 油 管 短 套校 深 曲线 如 图 3 所示 表 1 连续油管定位器试验数据 一 一 ． ， 一 | ． 上 _ 1 2 4 6 8 1 0 时 lh J ／ m i n _ 短 套 管 F 接 箍3 2 9 3 9 7 l l短 套 管 『． 接 箍3 2 9 o 9 o 图 3 G XX X X井短套管 校深 曲线 1 液压 式连续 油管 定位 器可 以根据 需要 通过 反循 环来 启动 与关 闭 定 位 功 能 ， 从 而 延 长 定 位器 的 使用 寿命 ， 减少 起下 钻次数 ， 提 高施 工效率 。 2 现场 试验 表 明 液 压 式 连续 油 管 定 位器 定 位可靠 ， 遇接箍时连续油管地面悬重增加明显 。 参考 文献 [ 1 ] 吕选鹏 ， 周承富 ， 陈辉， 等． 连续油管技术在 页岩气勘 探开发 中应 用 前景 [ J ] ． 石 油矿 场 机 械 ， 2 0 1 2 ， 4 1 2 6 7 7 0． E 2 ] 靳宝军 ， 邢景宝 ， 郑锋 辉 ， 等． 连续油 管喷砂射 孔环空压 裂工艺在大 牛地 气 田的应 用 [ J ] ． 钻 采 l上艺 ， 2 l 1 ， 3 4 2 39 41 ． E 3 ] 姚展华 ， 张世林 ， 韩祥海 ， 等 ．水 平井 压裂 工 艺技 术现 状及展望[ J ] ． 石油矿场机械 ， 2 o 1 2 ， 4 1 1 5 6 6 1 ． [ 4 ] 陈军 ， 蒋 金宝 ， 刘兆年 ， 等． 无线套管接箍定 位器及其 在连续油管压裂 中的应用I- J ] ． 新疆石油 天然气 ， 2 0 0 8 ， 4 2 7 3 7 6 ． [ 5 ] 张会 师． 连 续 油管 水 力 喷砂 射孔 深 度 确定 方 法 探 究 E J ] ． 油气 井测试 ， 2 0 0 9 ， l 8 6 ,5 9 6 0 ． r 6 ] C o n n e l l MI ， Ho wa r d R C - 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