趙成龍 孫帥帥 張輝 馮碩 畢闖 譚紹栩(.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 30045；

2.中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

0 引言

渤海油田經(jīng)過多年開發(fā)，新油田開發(fā)難度越來越大，大斜度井、大位移井等井眼軌跡復(fù)雜的井逐年增多，而射孔作業(yè)中常用的可回收機(jī)械式坐封封隔器僅RTTS封隔器一種，該工具在井眼復(fù)雜井段存在諸多局限性，極易影響生產(chǎn)時(shí)效和作業(yè)安全[1]。非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器能夠有效解決在井眼軌跡復(fù)雜井中可回收機(jī)械坐封封隔器所遇到的問題，該封隔器坐封方式簡(jiǎn)單，可以提高作業(yè)時(shí)效，且坐封無需旋轉(zhuǎn)可以避免扭矩過大或扭矩傳遞不到位的情況，同時(shí)具有鎖定機(jī)構(gòu)，能夠確保在解除鎖定機(jī)構(gòu)前封隔器不會(huì)出現(xiàn)誤坐封的情況，極大的提高了射孔管柱下入過程中的安全性[2]。

1 常規(guī)可回收機(jī)械式坐封封隔器的局限性

常規(guī)可回收機(jī)械式坐封封隔器坐封方式為旋轉(zhuǎn)管柱后下壓坐封，在井斜較大的井中，管柱旋轉(zhuǎn)扭矩過大，易對(duì)井下工具造成損壞，并且存在扭矩傳遞不到位的情況，影響封隔器坐封成功率。井眼軌跡復(fù)雜井的下入過程中可能出現(xiàn)封隔器誤坐封的情況，一旦封隔器意外坐封會(huì)在封隔器下部產(chǎn)生壓力激動(dòng)，嚴(yán)重影響射孔作業(yè)的安全。通常封隔器需要配合安全接頭使用，常規(guī)可回收機(jī)械式坐封封隔器如需多次旋轉(zhuǎn)管柱坐封，可能導(dǎo)致安全接頭意外脫手[3]。

坐封行程短，僅為0.17m，在射孔后活動(dòng)管柱或坐卡瓦時(shí)，可能會(huì)發(fā)生封隔器誤坐封，影響作業(yè)時(shí)效。

2 非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器技術(shù)特點(diǎn)

2.1 工作原理

非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器由水力錨機(jī)構(gòu)、膠筒組件、長(zhǎng)行程換位槽機(jī)構(gòu)、卡瓦機(jī)構(gòu)及換位鎖定結(jié)構(gòu)等組成，如圖1所示。封隔器的鎖定結(jié)構(gòu)能夠保持在下入過程中，避免由于上下活動(dòng)管柱引起坐封，下入封隔器到設(shè)計(jì)位置后，通過提高環(huán)空壓力打開破裂盤，解鎖鎖定機(jī)構(gòu)，配合上提管柱換位至坐封槽，下放管柱即可坐封封隔器。封隔器的鎖定結(jié)構(gòu)在解鎖后一直保持解鎖狀態(tài)，不再出現(xiàn)回鎖狀態(tài)，因此，該封隔器可以實(shí)現(xiàn)無限次坐封，當(dāng)解封后還可在原深度以及其他調(diào)整后的深度再次坐封[4]。

圖1 非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器

2.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.2.1 坐封方式簡(jiǎn)單

封隔器坐封無需旋轉(zhuǎn)，通過上提下放管柱完成坐封動(dòng)作，坐封方式簡(jiǎn)單，換位機(jī)構(gòu)如圖2所示?？梢詼p少旋轉(zhuǎn)對(duì)其他工具造成損害的風(fēng)險(xiǎn)，大位移、大斜度井中，坐封無需旋轉(zhuǎn)傳遞扭矩，更便于坐封，提高坐封成功率，進(jìn)而提高作業(yè)時(shí)效[5]。

圖2 非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器換位機(jī)構(gòu)示意圖

2.2.2 鎖定功能

封隔器具有鎖定機(jī)構(gòu)，到位后通過打破破裂盤解除鎖定功能，如圖3所示。破裂盤破裂壓力可調(diào)，打破破裂盤前，換位機(jī)構(gòu)被鎖定臂鎖定，可以確保入井過程中不會(huì)出現(xiàn)封隔器意外坐封的情況，減少射孔管柱下鉆過程中封隔器下部出現(xiàn)壓力激動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 鎖定機(jī)構(gòu)

2.2.3 坐封次數(shù)無限制

封隔器鎖定機(jī)構(gòu)解鎖后不會(huì)在進(jìn)入回鎖狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)無限次坐封。RTTS封隔器需要通過旋轉(zhuǎn)后坐封，安全接頭在多次旋轉(zhuǎn)坐封后存在意外脫手風(fēng)險(xiǎn)，非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器無需旋轉(zhuǎn)即可坐封，不受坐封次數(shù)限制。

2.2.4 坐封行程長(zhǎng)

該封隔器具有長(zhǎng)行程換位機(jī)構(gòu)，坐封行程長(zhǎng)，不易出現(xiàn)意外坐封情況。非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器坐封行程達(dá)到1.5m，遠(yuǎn)大于RTTS封隔器0.17m的坐封行程，能夠避免在小范圍活動(dòng)管柱或做卡瓦時(shí)發(fā)生意外坐封的情況。

2.2.5 安全性

該封隔器各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)完全能夠滿足實(shí)際需求，包括工作壓力、抗拉強(qiáng)度、耐溫強(qiáng)度、工具的適應(yīng)條件等，具體參數(shù)如表1所示。

表1 非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器相關(guān)技術(shù)參數(shù)

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

渤海某油田于2019年初引進(jìn)并應(yīng)用了非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器，以替代射孔管柱中的RTTS封隔器，在該油田五口井的應(yīng)用中，均能夠一次坐封成功且驗(yàn)封效果良好，其他使用RTTS封隔器的12口井中發(fā)生了2起作業(yè)復(fù)雜情況。表2是2019年以來，該油田兩種封隔器的應(yīng)用情況對(duì)比。

表2 渤海某油田兩種封隔器應(yīng)用情況對(duì)比

僅2019年使用RTTS封隔器的12口井中，分別出現(xiàn)了一次坐封失敗和一次意外坐封的情況，造成工期損失2.4天，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)191萬元，同時(shí)，射孔前的封隔器意外坐封存在極大風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生意外點(diǎn)火后果極其嚴(yán)重。而應(yīng)用了非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器的5口井，均一次坐封成功，效果優(yōu)異，極大的提高了作業(yè)時(shí)效。

4 結(jié)語

隨著渤海油田逐漸向深部地層的開發(fā)，大位移、大斜度等復(fù)雜井的作業(yè)量也在逐年增加，常規(guī)RTTS封隔器在此類井作業(yè)時(shí)的坐封失敗、意外坐封等問題逐漸暴露出來。因此，對(duì)于大位移、大斜度等復(fù)雜井的作業(yè)中，在封隔器的選型上，非旋轉(zhuǎn)坐封封隔器將逐漸成為必選，該封隔器在海上完井作業(yè)中具有較高的推廣價(jià)值。