孫巖（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

第六采油廠井下作業(yè)施工主要分為油井檢泵、水井調(diào)整、堵水、壓裂、射（補(bǔ)）孔等幾類(lèi)，主要應(yīng)用開(kāi)關(guān)、活門(mén)等丟手防噴工具，管輸射孔與下泵聯(lián)作工藝，實(shí)現(xiàn)不壓井防噴作業(yè)。從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況看，井下作業(yè)防噴技術(shù)不完善，滑套開(kāi)關(guān)等油井井下防噴工具成功率低，僅為60%，可靠性差。因此，開(kāi)展了橋塞式油井防噴技術(shù)應(yīng)用試驗(yàn)，以解決作業(yè)防噴問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)安全環(huán)保作業(yè)。

1 工藝原理

橋塞式油井防噴技術(shù)井下工具包括橋塞式防噴封隔器、扶正通具、井下開(kāi)關(guān)。工藝管柱示意見(jiàn)圖1。

圖1 井下工藝管柱示意

工藝過(guò)程：采用丟手管柱將井下防噴工具下至井內(nèi)，油管打壓，防噴工具坐封；再上提管柱，丟手，起出投送管柱；隨后下入抽油泵、螺桿泵或電泵，下部連接專用工具打開(kāi)開(kāi)關(guān)進(jìn)液通道，正常生產(chǎn)；再次作業(yè)時(shí)，上提管柱，開(kāi)關(guān)的進(jìn)液通道關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)作業(yè)防噴。

2 技術(shù)關(guān)鍵

技術(shù)的核心是橋塞式防噴封隔器的設(shè)計(jì)。

2.1 工作原理

油井防噴工具由上接頭、活塞、膠筒、卡瓦等部件組成（圖2）。

坐封：油管加壓，壓力液推動(dòng)掛套擠壓膠筒，膠筒擴(kuò)張坐封；同時(shí)卡瓦牙在高壓作用下伸出，卡在套管內(nèi)壁；停止打壓后，鎖簧卡在鎖簧套上，膠筒保持壓縮坐封狀態(tài)；上提管柱，坐封銷(xiāo)釘在上提力作用下剪斷，上接頭、內(nèi)短接、內(nèi)分離管等部件隨上部油管拔出，露出打撈魚(yú)頂以備下次上提解封；工具進(jìn)入坐封狀態(tài)。

下入抽油泵、螺桿泵或電泵等生產(chǎn)管柱，下部連接扶正通具打開(kāi)底閥的進(jìn)液通道，正常生產(chǎn)；再次作業(yè)起管柱時(shí)，上提管柱，防噴工具的進(jìn)液通道關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)作業(yè)防噴。

解封：下?lián)泼瑩谱〈驌启~(yú)頂后，上提管柱，帶動(dòng)膠筒壓帽上行，膠筒在自身彈性恢復(fù)力作用下復(fù)原；同時(shí)，卡瓦牙回收，工具解封。

2.2 強(qiáng)度校核計(jì)算

1）中心管強(qiáng)度校核：

圖2 橋塞式防噴封隔器

中心管外徑D =66 mm，內(nèi)徑d =50 mm，中心管危險(xiǎn)截面積，中心管許用載荷F=S ?[σ]，材質(zhì)為45#鋼，許用應(yīng)力[σ]=450 MPa，求得F ≈650 kN，大于2.5 in（1 in=25.4 mm）油管絲扣滑脫強(qiáng)度，符合現(xiàn)場(chǎng)要求。

2）油管扣抗滑脫強(qiáng)度：

式中：D =66 mm，d =50 mm，δs=450 MPa，t=1.81 mm，求得P ≈490 kN，大于油管絲扣滑脫強(qiáng)度，符合現(xiàn)場(chǎng)要求。

3）連接螺紋強(qiáng)度校核：

螺紋M72×2，螺距p =2 mm，螺紋小徑d1=69.835 mm，嚙合系數(shù)kz=0.56，齒根寬度a=0.87×2=1.74 mm，螺紋工作圈數(shù)Z =10，中心管內(nèi)徑d =50 mm，工作壓差P =25 MPa。

螺紋受力：

螺紋強(qiáng)度[1]：

所以

表明螺紋強(qiáng)度滿足要求。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2013年2月，在喇9-AS2711 井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程：下入配套試驗(yàn)工具（封隔器和底閥）及油管至500 m，釋放封隔器，15 MPa 穩(wěn)壓30 min；起出丟手管柱，下入通具，進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作；起出通具管柱，打撈封隔器；起出打撈管柱，地面檢查。

從試驗(yàn)情況看，該技術(shù)坐封、丟手、開(kāi)關(guān)操作等方面性能穩(wěn)定可靠，打撈及地面檢查無(wú)問(wèn)題，滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求（表1）。

表1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論

1）該技術(shù)以橋塞式防噴封隔器為核心工具，坐封、丟手、開(kāi)關(guān)操作等方面技術(shù)性能穩(wěn)定可靠，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。

2）在油井推廣應(yīng)用該技術(shù)，可有效解決作業(yè)防噴問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)安全環(huán)保作業(yè)，應(yīng)用前景廣闊。

[1]李新勇.螺紋實(shí)用手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.