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        關(guān)于試壓短節(jié)可行性論證

        2017-07-21 16:42:53王永成
        中國(guó)科技博覽 2017年21期
        關(guān)鍵詞:試壓

        王永成

        [摘 要]近年來(lái),由于石油天然氣行業(yè)投資壓縮,川西中深水平井為了節(jié)約鉆井成本,由原來(lái)的三開(kāi)制井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化為二開(kāi)制井身結(jié)構(gòu)。導(dǎo)管固井后安裝套管頭,一開(kāi)結(jié)束后下第二層套管,套管采用卡瓦懸掛器座掛在套管頭上,二開(kāi)開(kāi)鉆前需要對(duì)井口裝置進(jìn)行試壓,由于只有單層套管頭,井口沒(méi)有安放試壓堵塞器的位置,無(wú)法對(duì)防噴器組進(jìn)行額定壓力試壓(70MPa)。通過(guò)深入調(diào)研,按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造了試壓短節(jié),實(shí)現(xiàn)了防噴器組額定壓力試壓,經(jīng)過(guò)多次使用證實(shí)該試壓短節(jié)具有安裝簡(jiǎn)便,性能可靠,經(jīng)濟(jì)適用的特點(diǎn),適合推廣使用。

        [關(guān)鍵詞]中深水平井 試壓短節(jié) 試壓

        中圖分類(lèi)號(hào):TM12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)21-0021-02

        1、問(wèn)題由來(lái)

        近年來(lái),由于石油天然氣行業(yè)投資壓縮,川西中深水平井為了節(jié)約鉆井成本,由原來(lái)的三開(kāi)制井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化為二開(kāi)制井身結(jié)構(gòu)。導(dǎo)管固井后安裝套管頭,一開(kāi)結(jié)束后下第二層套管,套管采用卡瓦懸掛器座掛在套管頭上,二開(kāi)開(kāi)鉆前需要對(duì)井口裝置進(jìn)行試壓,由于只有單層套管頭,井口沒(méi)有安放試壓堵塞器的位置,無(wú)法對(duì)防噴器組進(jìn)行額定壓力試壓(70MPa)。井身結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

        過(guò)去,一般采用套管封隔器對(duì)井口防噴器進(jìn)行試壓,但是10寸套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度低無(wú)法試到防噴器額定壓力(70MPa)。存在與鉆井設(shè)計(jì)試壓值不相符的缺陷,在中石化集團(tuán)公司井控檢查中提出要求整改。由此,需要研究解決關(guān)于此類(lèi)井口防噴器試壓缺陷的問(wèn)題。

        2、試壓短節(jié)研制

        2.1 試壓短節(jié)技術(shù)要求

        經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試壓?jiǎn)栴}進(jìn)行深入調(diào)研,參照套管頭制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并與甲方進(jìn)行技術(shù)溝通,在不改變現(xiàn)有井口設(shè)備的情況下,提出試壓短節(jié)必須滿(mǎn)足以下技術(shù)要求:

        (1)采用API法蘭式結(jié)構(gòu),結(jié)合川西中深水平井普遍采用35-70防噴器和TF13-3/8"×9-5/8"-70MPa套管頭的特點(diǎn),確定試壓短節(jié)上下法蘭規(guī)格API13-5/8"-10000psi;

        (2)試壓短節(jié)安裝在套管頭和鉆井四通之間,上法蘭與鉆井四通連接,下法蘭與套管頭連接,見(jiàn)圖2;

        (3)試壓短節(jié)上部?jī)?nèi)腔加工試壓臺(tái)肩可以配合試壓堵塞器對(duì)防噴器組進(jìn)行試壓,壓力級(jí)別與防噴器組一致;

        (4)試壓短節(jié)下部?jī)?nèi)腔加工密封槽安裝2道BT密封,對(duì)與套管頭連接法蘭密封性進(jìn)行試壓檢測(cè),同時(shí)可以在鉆進(jìn)中對(duì)高出套管頭部分10"套管密封面進(jìn)行有效保護(hù);

        (5)試壓短節(jié)能夠重復(fù)使用,上部?jī)?nèi)腔能夠安裝防磨襯套對(duì)試壓密封面進(jìn)行有效保護(hù);

        (6)試壓短節(jié)要有泄壓孔,便于觀察堵塞器試壓過(guò)程是否竄壓,以保護(hù)下部套管。

        (7)試壓短節(jié)高度尺寸應(yīng)與占位短節(jié)高度一致,保持二開(kāi)和三開(kāi)井口裝置高度不變,方便井口安裝。

        (8)試壓短節(jié)主通徑滿(mǎn)足8-1/2"鉆頭通過(guò),同時(shí)要小于9-5/8"套管內(nèi)徑,保護(hù)套管內(nèi)壁不碰磨。

        2.2 主要性能技術(shù)參數(shù)

        (1)試壓短節(jié)型號(hào):35-70,上法蘭13-5/8"-10000psi,下法蘭13-5/8"-10000psi

        (2)額定壓力10000psi

        (3)主通徑224mm

        (4)工作溫度:P-U(-29~121℃)

        (5)性能級(jí)別:PR1

        (6)工作介質(zhì):鉆井液、原油、天然氣

        (7)規(guī)范級(jí)別:PSL2

        (8)材料級(jí)別:EE

        (9)材料代號(hào):60K

        2.3 試壓短節(jié)結(jié)構(gòu)原理

        試壓短節(jié)上部?jī)?nèi)腔有與試壓堵塞器配合的密封面,用于座放試壓堵塞器進(jìn)行試壓,法蘭上有頂絲,用于鎖定133/8″防磨套(保護(hù)密封面)。下部可與套管頭連接,內(nèi)腔設(shè)置2道BT密封用于密封10"套管外圓環(huán)空,法蘭上對(duì)應(yīng)BT密封安裝槽位置間隔180度分別加工2個(gè)注脂孔,用于對(duì)BT密封圈注脂。

        下法蘭外圓面在2道BT密封中間位置加工一個(gè)試壓孔用于對(duì)BT密封試壓,下法蘭外圓面有一道觀察孔,下部為試壓孔,用于對(duì)試壓短節(jié)下法蘭與套管頭上法蘭連接處密封情況進(jìn)行試壓。用試壓堵塞器對(duì)試壓短節(jié)上部防噴器試壓時(shí),應(yīng)打開(kāi)試壓短節(jié)上的試壓觀察孔單流閥,防止下部承壓過(guò)高損壞套管或壓漏地層。

        3、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用

        2016年7月開(kāi)始對(duì)加工的一批試壓短節(jié)進(jìn)行使用,經(jīng)過(guò)在高廟、中江、新場(chǎng)地區(qū)20余口井的安裝使用,均滿(mǎn)足技術(shù)要求,很好了解決了井口試壓?jiǎn)栴}。通過(guò)試壓堵塞器對(duì)上部鉆井四通、閘板防噴器試壓70MPa,對(duì)環(huán)形防噴器試壓24.5MPa,試壓均合格。按照套管抗外擠強(qiáng)度80%以?xún)?nèi)對(duì)試壓短節(jié)與套管頭連接法蘭試壓45MPa,試壓均合格。

        使用初期出現(xiàn)試壓后上提鉆桿困難,試壓塞與試壓短節(jié)密封面發(fā)生卡阻現(xiàn)象,比如在高廟33-13HF,中江113D,中江108D井試壓后均出現(xiàn)試壓塞卡阻,增大絞車(chē)提升拉力至25噸左右強(qiáng)行拔出試壓堵塞器。對(duì)試壓塞卡阻問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)試壓塞外徑尺寸偏大,試壓塞與試壓短節(jié)配合間隙不足1mm,當(dāng)對(duì)井口防噴器試壓70MPa時(shí),由于試壓塞受到528噸到635噸的巨大擠壓力,試壓塞會(huì)產(chǎn)生一定變形,造成試壓塞與試壓短節(jié)內(nèi)腔形成局部過(guò)盈配合,所以發(fā)生卡阻。后對(duì)試壓塞外徑尺寸進(jìn)行改進(jìn),使配合間隙增大至3mm,經(jīng)再次使用,試壓塞卡阻問(wèn)題得到完全解決。

        4、結(jié)論

        (1)試壓短節(jié)的出現(xiàn),對(duì)單層套管頭座掛套管后,上部井口裝置試壓?jiǎn)栴},提供了經(jīng)濟(jì)有效的解決方案,彌補(bǔ)了單層套管頭結(jié)構(gòu)不足,對(duì)井控安全起到了重要作用。

        (2)根據(jù)不同通徑和壓力級(jí)別的井口裝置,可以設(shè)計(jì)相應(yīng)級(jí)別的試壓短節(jié),以滿(mǎn)足不同要求。

        (3)試壓短節(jié)使用后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清洗保養(yǎng),對(duì)密封面做好保護(hù)。

        參考文獻(xiàn)

        [1] SY/T5127-2002井口裝置和采油樹(shù)規(guī)范.

        [2] SY/T6426-2005鉆井井控技術(shù)規(guī)范.

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