油气井钢丝作业技术_尚俊臣.pdf
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1、2023 年 第 4 期 化学工程与装备 2023 年 4 月 Chemical Engineering&Equipment 89 油气井钢丝作业技术 油气井钢丝作业技术 尚俊臣,刘晓瑜,孙尧尧(中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津 300452)摘 要:摘 要:钢丝作业是油气井开发生产中不可缺少的技术手段。本文分别介绍了油气井钢丝作业技术的发展应用、工作原理、设备组成、工具串连接以及各类钢丝作业技术所实现的功能,同时对钢丝作业技术的应用现状进行了概述,对其后续发展做出了展望。关键词:关键词:油气井;钢丝作业;工具串;数字钢丝 前 言 前 言 钢丝作业就是通过缠绕在绞车上的钢丝和电缆,利用
2、机械的上提和下放达到对油气井井下工具进行操作的过程,是一门操作性强、经验性强、风险性高的专业。钢丝作业已有几十年的发展历史,始创于国外的几家公司,如 CAMCO、OTIS、BOWEN、BAKER 等,这几家公司所设计的钢丝作业工具和操作体系,在油气田现场实践中不断地得到完善,至今仍然广泛应用于油气井完井、修井和生产作业中1。1 钢丝作业设备的组成 1 钢丝作业设备的组成 钢丝作业具有设备体积小重量轻、适用范围广、易于下井、带压操作、作业风险较高的特点,钢丝作业设备主要由三个部分组成,分别是:绞车和钢丝部分、井口防喷系统、井下工具部分2。1.1 绞车和钢丝部分 绞车通过控制钢丝和操作工具进出井内
3、以及在井内完成某些动作。在钢丝材质方面,以美国 CARPENTER 公司的316 不锈钢防硫钢丝为例,其具体参数是:钢丝直径 3.2mm,钢丝全长 7620m,钢丝净重 502kg,每百米钢丝重量6.5955kg,最小破断拉力 12760KN,延伸率 0.69m/km。1.2 井口防喷系统 井口防喷系统3主要包括了:防喷盒、防喷管、捕捉器、防喷器、井口转换短接。井口防喷系统的作用是在带压情况下,钢丝作业过程中既能控制住井内压力,又能使钢丝工具自由进出井内并更换工具组合。防喷盒在防喷系统中的主要作用是密封钢丝,杜绝了油气井施工过程中的跑冒滴漏现象。防喷管上部连接防喷盒,下部连接捕捉器,捕捉器阀板
4、在弹簧弹力的作用下,始终保持关闭状态。防喷器通常也叫BOP,接在捕捉器和井口转换短节之间,防喷器既可以实现全封,也可以实现半封。单翼手动防喷器是通过手动旋转两翼活塞总成实现钢丝密封;双翼液压防喷器需要辅助工具手压泵和液压管线连接,通过液压控制两翼活塞总成实现钢丝密封。井口转换短节便于井口防喷系统与井口采油树的连接,同时钢丝作业完毕后起到泄压作用。1.3 井下工具部分 井下工具部分4是指下入井内达到对应作业效果的工具串,主要包括了:绳帽、旋转节、加重杆、炮拴、万向节、震击器等。绳帽在井下基本工具串中起到的作用是连接钢丝与井下工具串。旋转节由上接头、下接头、心轴、轴承套、轴承等组成,钢丝旋转节是钢
5、丝工具附件,转动自如,可有效降低因工具串在井内的旋转对钢丝所造成的损害。加重杆主要用于克服防喷盒内盘根的摩擦力、斜井中井壁对工具串的摩擦力和井内压力产生的上推力,使钢丝作业工具能到达井下一定的深度,另外加重杆靠其自身的重量可以提供向上或向下的震击力,从而促进完成井下控制工具的投捞。炮栓由公头及母头两部分组成,两者配合后可以起到牢固连接的作用,一般接在加重杆、震击器或井下专用工具之间。震击器用于井下装置在投捞过程中产生震击力切断销钉,震击器的尺寸和冲程由作业井的井况、所要求的震击力和井下工具的尺寸来决定,常用的有机械震击器、液压震击器、弹簧震击器、管式震击器等5。2 各类钢丝作业内容 2 各类钢
6、丝作业内容 2.1 通井作业 通井就是“通井规”从井内通过的意思,是钢丝作业中最常规的一项内容,是下一步钢丝作业能否顺利进行的关键。对于一口井,在作业前虽然有管柱图等相关资料,但此井是否出砂、有无死油、油管是否腐蚀变形等均属未知,需要先用通井规检查一下井况,看井下是否顺畅。如果不进行通井直接下入压力计或者其他精密仪器进行测试,导致遇卡无法提出,将造成较大的经济损失。因此为降低作业风险,必须做好前期通井工作,确认井下状况良好。根据作业目的提前选取尺寸合适的通井规,如通井顺利,则再安排进行下一步作业6。2.2 开、关滑套作业 油气田现场许多油气井都具有分层开采的特点,一段时间后就需要变化产层开采,
7、包括注水井大部分也是分层注入,这时不用上提管柱直接利用钢丝作业完成对应滑套的开关,即可完成开采层或注入层调换。开关滑套7要用到滑套移位工具,根据不同的滑套及作业要求,选取匹配的滑套移位工具接在基本工具串之下,下至滑套内部,通过向上或向下震击打开或者关闭滑套,从而实现作业目的。在作业中最常用的开关工具有非选择型移位工具和选择型移位工具。2.3 投捞井下工具 通过基本工具串连接各种专用投捞工具,可以进行钢丝桥塞、配水器芯子、射流泵、悬挂器、井下安全阀等各类井DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.04.10190 尚俊臣:油气井钢丝作业技术 下工具的投捞作业。2.4 高压物性取样
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