不压井作业中油水井管柱内清垢封堵器的研制

2015-05-04 14:21:00

近年来,不压井作业石油行业研究的主要课题,各油田也根据其地域特点逐渐采用不压井作业技术,因此不压井作业技术有广泛的应用前景。不压井作业的设备主要有防喷作业机、防喷串组装置、远程控制装置等,主要过程是利用作业设备起下管柱。因此,管柱内封堵器能否顺利锚定在井下工作位置是不压井作业的关键工艺。

为了适应当前油气公司的需要,开发研制了油水井内清垢封堵器,可清除管柱内壁的结垢物,保证封堵器顺利投放和锚定。

1工艺结构

垢封堵器主要包括液压封堵器、同心调偏器、定位锚定器、旋转刮诟器。

液压封堵器包括压缩自封胶芯、水力液封胶芯、胶芯托、中心管、单向阀。上述配件自上而下依次连接,前四位形成液流通道,投放封堵器时高压液流可以通过。在井下液体压力作用下,压缩自封胶芯、水力自封胶芯应能径向膨胀变形,使胶芯外环筒形橡胶面与油管柱的内壁接触形成密封副实现密封,切断了油水井油套环形空间与油管柱内腔的通道。

同心调偏器包括调偏套、销轴、中心连接螺杆。调偏套与中心连接螺杆销轴连接。经过多年生产,油水井管柱容易变形,管柱内清垢封堵器较长,投放过程中容易被卡住,同心调偏器可以保证管柱内清垢封堵器的投放顺畅。

定位锚定器包括锚定体、卡瓦、限位环。卡瓦内表面和锚定体外表面均采用楔形结构(以增加卡紧力),两者配合安装在锚定体中部,限位环安装在锚定体下部。

旋转刮诟器包括旋转刮垢片、中心轴。旋转刮垢片呈螺旋状,周向均布在中心轴上,液流推动刮垢器旋转。

液压封堵器、同心调偏器、定位锚定器、旋转刮诟器按顺序依次螺纹连接,同心调偏器与定位锚定器连接形成液流通道,由单向阀控制液流通道的导通。通道上有旋转刮垢器喷淋孔,冲刷刮垢器刮削下来的垢物。锚定体外表面为锥形面,锚定体上移时锚定体的斜面作用使卡瓦径向移动,从而可以使卡瓦牙紧紧胀卡在油管柱的内壁上,使柱内清垢封堵器牢固锚定在油管柱的内壁上。

2工作原理

将封堵器投放到管柱内,用高压泵车打压,打开液压封堵器的单向阀,高压液流通过,推动旋转刮垢器的螺旋片旋转进行刮垢,同时在高压液流的作用下封堵器的压缩自封胶芯在管柱内向井底移动。当移动到预定位置时,关闭泵车,油水井管柱内清垢封堵器的单向阀关闭,封堵器在井下压力作用下上移,锚定器上的卡瓦牙下移与油管柱内壁接触锚定紧固同时压缩自封胶芯和水力自封胶芯膨胀形成密封副,封堵器投放完成,可以进行不压井修井作业。

3技术特点

油水井不压井作业和常规修井作业相同点是起下管柱,不同点是在起下管柱前不压井作业要先在管柱内投放堵塞器,切断油水井油套环形空间与油管柱内腔的通道,避免油水井的井下高压液体从油管柱内腔喷出。现在已经有很多类型的油水井管柱内封堵器,但是都没有解决清除管柱内壁结垢的问题,导致封堵器投放不到预定位置。另外,管柱内壁结垢层对封堵胶芯磨损严重,导致封堵器胶芯过早失效。油管柱内管壁结垢层还会使封堵器的卡瓦牙在卡持油管内壁时产生滑移,导致封堵器不能在预定位置锚定,需要进行二次锚定封堵器,工作效率低。

油水井管柱内清垢封堵器解决了上述问题,投放过程中由下端的旋转刮垢器刮削油水井管柱内壁的结垢,保证投放顺畅。结垢被刮削清除后,封堵器密封胶芯不被损坏,密封效果好,锚定时卡瓦牙在油管内壁卡持时也不再产生滑移,锚定稳固,投放封堵器的成功率高,大大提高了劳动生产率和封堵可靠性。

4应用前景

目前我国大部分陆上油田已进入中、后期开发阶段,油气井压力逐年降低,注采矛盾日益突出,为了最大限度的提高油田的采收率,各种新工艺、新技术在油田中得到了广泛的应用。由于安全环保要求采用不压井作业的油田越来越多,不压井作业在陆上油田、滩海油田和浅海油田中均有很大需求。而不压井作业实施的关键是油水井管柱内封堵工艺的实施过程,根据井下状况选用合适的封堵器十分重要。本文研制的油水井内清垢封堵器,经实际应用,可有效清除管注内壁的结垢物,保证封堵器的顺利投放和锚定,有广泛的应用前景。(文/吉林油田公司扶余采油厂张达)

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