黎瑞

中油測(cè)井西南分公司射孔技術(shù)分公司 四川隆昌 642150

1 上傾井分簇射孔泵送技術(shù)與受力試驗(yàn)

1.1 管串結(jié)構(gòu)及參數(shù)

典型的泵送聚集射孔管柱如圖1所示。它主要包括打撈矛和加重，射孔槍弦，橋塞工具，調(diào)整圓柱，橋塞等。由于管串與套管的中心軸平行，導(dǎo)致在殼體的中心軸上，弦的具體參數(shù)如表1所示。

表1 分簇射孔管串組成及參數(shù)

1.2 泵送管串受力分析

如下圖1所示，上傾斜井的抽水管柱受到重力G，浮力FF，泵送推力FP，流體附著力FS，摩擦力Ff，電纜頭張力FC等，α為井的傾角，F(xiàn)τ是井液中管柱的重力，切向分量FN是管壁的正常支撐力。

圖1 上傾井泵送管串受力情況

在泵送過(guò)程中，泵送推力和流體粘附力的合力必須大于管柱摩擦力和重力切向分量，在泵送到該位置后，如果井角α太大，則管柱重力切向分量Fτ大于弦線靜摩擦力，F(xiàn)f會(huì)導(dǎo)致弦來(lái)回滑動(dòng)。因此，有必要分析泵塞橋塞和聚類射孔的各個(gè)階段，并提出具體措施。

2 上傾井泵送排量分析計(jì)算

2.1 上傾井泵送推力

向上推進(jìn)泵送管柱正向動(dòng)力來(lái)自由流過(guò)管柱和套筒間隙的泵流體產(chǎn)生的壓差推力FP和由流過(guò)管柱表面的泵流體產(chǎn)生的粘附力FS。泵液一般為清水，底部動(dòng)態(tài)粘度小于1mPa·s，管柱表面積也小。因此，粘附力FS可以忽略不計(jì)[1]。當(dāng)泵送時(shí)，管柱靠近殼體的內(nèi)壁，并且泵殼體和管柱之間的間隙中的流體流動(dòng)偏小，p1-p5和A1-A5是流體壓力和管柱頂部的工作區(qū)域，臺(tái)階，橋塞的底部和泵送推力FP是：

偏心間隙流的壓降公式為

式中,泵液動(dòng)力黏度用μ表示；間隙長(zhǎng)度用L表示；間隙高度用h表示；偏心率用ε表示,ε=e/h,偏心距用e表示；q表示間隙排量；ρ表示泵液密度。假設(shè)已知p1,根據(jù)公式(2)可求得p2-p5,進(jìn)而求出FP,理論推導(dǎo)可知FP與p1大小無(wú)關(guān)。

2.2 上傾井泵送阻力

泵送阻力主要包括沿弦重力和浮力的組合力的切線方向的分量Fτ，管柱與殼體之間的摩擦力Ff1，電纜頭張力FC等，其中電纜頭 張力主要克服了水平截面電纜的摩擦阻力Ff2和泵送推力。

在公式中，m和V分別是弦的質(zhì)量和體積; f1和f2分別是弦，索和井筒的摩擦系數(shù); Gc和FFc分別是電纜的重量和浮力;g是重力的加速度。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

XX81-5HF鉆井目標(biāo)深度3 203m /深度2 819m，B目標(biāo)深度5 238m /深度2 688m，井眼軌跡上坡，23號(hào)泵橋位置3 469m（井傾角102°），射孔位置3 460-3 461m，3 438-3 439m，3 416-3 417m（井傾角102°）。根據(jù)本文所述的方法，最大井斜率下的泵送阻力計(jì)算為1 572N，推薦的泵送位移為1.5-1.6m3/min。橋塞點(diǎn)火所需的上部頂部力為43-1 403N。頂部位移≤0.98m3/min;射孔所需的上部頂部力為42-1 379N，推薦頂部位移≤0.87m3/min。實(shí)際最大泵送位移為1.6m3/min，橋塞和穿孔的上部頂部位移分別為0.6m3/min和0.48m3/min，均在推薦范圍內(nèi)。根據(jù)理論在點(diǎn)燃橋塞之前，泵車(chē)的超壓設(shè)定為44MPa（比點(diǎn)火前的42MPa的護(hù)套壓力高2MPa），在橋塞開(kāi)始膨脹之后，當(dāng)壓力上升到過(guò)壓值時(shí)套筒壓力自動(dòng)增加，并且橋塞被丟棄，對(duì)于頂部位移泵送0.48m3/min的射孔管柱，在上傾部分的構(gòu)造期間，弦不會(huì)發(fā)生反沖[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)上傾井段分簇射孔與橋塞連作工藝的需要,從原理上說(shuō)明了不停排量坐封橋塞，小排量上頂管串進(jìn)行射孔的可行性,并對(duì)各主要環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算分析。對(duì)上傾井分簇射孔泵送的模擬井下試驗(yàn)證明了依靠增減排量，改變管串受力大小的方式進(jìn)行上傾井分簇射孔泵送是可行的。