張東亭等

摘 要：目前國內(nèi)水平井篩管防砂完井工藝技術(shù)，普遍應用固井懸掛器加裸眼封隔器完井，用來實現(xiàn)懸掛篩管、密封篩套環(huán)空。完井管柱在下入過程中，若遇到特殊情況，中途坐掛則無法解封，至使完井工藝不完善。針對水平井篩管完井工藝特點，研制了Y245-152型水平井液壓丟手尾管懸掛器，在大港油田、冀東油田及蘇丹六區(qū)的75口水平井篩管完井中使用，成功率100%。本文對該工具的結(jié)構(gòu)、原理及現(xiàn)場實用進行介紹。

關(guān)鍵詞：水平井；懸掛器；篩管完井；結(jié)構(gòu)設(shè)計；現(xiàn)場應用

前言

水平井完井技術(shù)是作為油藏工程和鉆井工程、采油工程的橋梁。為了實現(xiàn)保護油氣層，各油田對部分區(qū)塊采用水平井油層專打技術(shù)，把技術(shù)套管下到油層頂部固井后，然后采用與地層匹配的完井工作液打開油氣層。再根據(jù)油層的出砂情況選擇完井篩管，實現(xiàn)懸掛篩管完井作業(yè)。為了有效的保護油氣層，采用一種與地層相匹配的清洗液、酸液對油層、篩管進行循環(huán)洗井，保護油氣層。

原有的固井懸掛器加裸眼封隔器及配套工具組合，實現(xiàn)懸掛篩管和密封油套環(huán)空，工序繁瑣。因此，迫切需要研發(fā)一套與之相適應的水平井液壓丟手尾管懸掛器。

本文針對水平井懸掛篩管完井工藝特點，研發(fā)了Y245-152型水平井液壓丟手尾管懸掛器，簡化施工程序，滿足了水平井懸掛篩管完井工藝的需要。

1.設(shè)計原理及技術(shù)參數(shù)

Y245-152型水平井液壓丟手尾管懸掛器是：（以下簡稱“尾管懸掛器”）設(shè)計的指導是吸收總結(jié)國內(nèi)外同類產(chǎn)品先進技術(shù)及成功經(jīng)驗，力求在結(jié)構(gòu)上合理，機械性能靈活，機械強度安全可靠。保證在水平井中使用，能下得去、封得住、掛得住、丟得開，撈得出。

1.1常規(guī)固井懸掛器的丟手在水平井中使用存在的問題

（1）懸掛器，僅僅依靠剪切銷釘起保護作用不十分可靠。由于剛體與套管內(nèi)壁摩擦易將銷釘剪斷，造成固井懸掛器誤坐掛。

（2）固井懸掛器必須與管外封隔器組合實用，而且懸掛器無解封裝置，一旦遇到特殊情況，中途坐掛，無法解封，難以處理。

（3）丟手滑套均采用正滑套，若遇到復雜情況，懸掛器在下入過程中沒等投球憋壓可

能坐掛或丟手，影響完井工程順利實施。

1.2懸掛器特點

（1）采用鎖塊鎖緊機構(gòu)起安全保護作用，確保懸掛器工作前各部件與中心管牢牢鎖為一體。無論是頓撞井口，還是鋼體與套管內(nèi)壁摩擦，都不能使各部件發(fā)生任何運動而引起懸掛器在下井過程中發(fā)生誤坐現(xiàn)象；

（2）選用倒齒馬牙機構(gòu)，鎖緊膠筒、卡瓦，工作狀態(tài)不回彈；

（3）丟手采用液壓和倒扣雙保險，保證了施工的安全可靠性；

（4）具有解封裝置，便于打撈。

1.3主要技術(shù)參數(shù)

懸掛器總長：3006mm、 懸掛器最大外徑：Ф152mm、 懸掛器最小通徑：Ф86mm、

解鎖壓力： 8MPa、坐封壓力：18MPa 、解封負荷：250-300kN、工作溫度： 150℃、

最大工作壓力：35MPa、 適用套管內(nèi)徑： Ф157-Ф161mm、 適應井斜：0°～ 90°、

懸掛尾管：≤1200m。

2.結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1懸掛器結(jié)構(gòu)

懸掛器主要有：丟手裝置、密封機構(gòu)、控制鎖裝置、錨定裝置、解封裝置等部分組成。

2.2懸掛器工作原理

（1）下入：按施工設(shè)計配好管串及配套工具，依次下入井筒內(nèi)。

（2）坐封：懸掛器下入設(shè)計位置，鉆柱內(nèi)憋壓8-18MPa，壓力作用在控制鎖活塞上，剪斷銷釘，打開控制鎖，卡瓦在壓力張開并且咬定套管內(nèi)壁，壓縮封隔件鎖定在工作狀態(tài)。達到封隔環(huán)空、錨定懸掛的目的。

（3）丟手：懸掛器坐封試壓合格后，鉆柱內(nèi)再繼續(xù)憋壓20-25MPa，壓力作用在面積差倒滑套上剪斷銷釘，鎖塊脫離約束，達到丟手的目的，即可完井。

（4）解封：若生產(chǎn)需要打撈時，下入與懸掛器匹配的撈矛，撈住懸掛器內(nèi)壁，上提管柱剪斷解封剪環(huán)，即可解封，順利]提出懸掛器及以下管柱。

整個工作程序簡單合理，安全可靠，施工人員易掌握。

3.現(xiàn)場應用效果

該懸掛器針對油層專打水平井篩管完井工藝特點，研制了水平井液壓丟手尾管懸掛器。在懸掛篩管完井施工中，下一趟管柱即可完成替泥漿、酸洗及坐掛、密封環(huán)空、丟手等工藝。且懸掛器具有解封裝置，若中途坐掛，上提鉆柱即可解封懸掛器，將管柱提出。該技術(shù)解決了水平井篩管完井工藝中的生產(chǎn)難題，取得了良好的效果，形成了一整套水平井篩管完井工藝技術(shù)。達到了國際同類產(chǎn)品水平。在大港油田、冀東油田及蘇丹六區(qū)的75口水平井篩管完井中使用，成功率100%。因生產(chǎn)需要撈出3口井，解封成功率100%。最大下入井深3825.63m，懸掛器下入深度3323.41m，懸掛尾管502.22 m，尾管重合段僅有17.41m，懸掛處最大井斜角為90.2°等多項先進技術(shù)指標，創(chuàng)產(chǎn)值盡億元。

綜上所述，實用水平井的液壓丟手尾管懸掛器，下一趟鉆柱即可實現(xiàn)替泥漿、酸洗油層，又可懸掛篩管、密封環(huán)空。其經(jīng)濟效益和社會效益明顯，是水平井懸掛篩管完井工藝中的理想工具之一，對水平井篩管完井工藝具有重要推動作用。

參考文獻：

[1]周全興主編.鉆采工具手冊（上）.科學出版社，2000

[2]張紹槐等.21世紀中國鉆井技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新.石油學報，2001.第6期.

[3]劉崇建，黃柏宗等編著.油氣井注水泥理論與應用.北京：石油工業(yè)出版社，2001

作者簡介：

張東亭，（1958.12-），男，畢業(yè)石油大學（華東）鉆井工程。1982年至今多年從事采油機具、完井機具研究及現(xiàn)場實施，高級工程師，大港油田公司工具專家。