复杂井固井特殊尾管悬挂器的研制与应用

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1、复杂井固井特殊尾管悬挂器的研制与应用马开华郑晓志姜向东马兰荣(中国石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所)摘要：为适应水平井、分支井、大位移井、小井眼井以及复杂井眼条件下的尾管固井要求，近年在尾管悬挂器研制方面形成了许多成果。本文介绍了带封隔器的尾管悬挂器、水平井尾管悬挂系统、防腐型尾管悬挂器、新型尾管完井系统和分体一复合胶塞系统等特殊尾管悬挂器和附件的研制及应用概况，并就其发展方向提出了建议。主题词：尾管悬挂器水平井完井固井近年来，我国石油钻井不断向广度和深度发展，钻井地域遍布海洋、滩海、沙漠、沼泽和高原，深井和超深

2、井数量逐渐增多，水平井、分支井、大位移井也逐年增加。同时，对老区块、薄油藏的挖潜也越来越普遍受到重视。为适应钻井领域的技术发展需求，我国在尾管悬挂器的研制方面取得了飞速发展，陆上和海上油田基本实现了尾管悬挂器国产化。一些有较高科技含量主导产品的主要性能已达到或接近国外同类产品水平。本文就这一领域的最新研制与应用概况进行论述，并就其发展方向提出了建议。一、尾管封隔一悬挂器及其回接装置尾管固井后，重叠段封固质量差或根本无水泥导致地层油气水窜入套管内或井内流体侵入地层一直是困扰固井界的技术难题。在重叠段下人带封隔器的悬挂器是解

3、决这一问题的一种有效的预防措施。下人封隔器坐挂后，可以在外层套管和尾管之间形成一隔离层，从而阻止油气水运移。最新研制的SYX—AF型尾管封隔一悬挂器(工作原理见图1)有望解决上述难题。使用时，先将尾管下人设计位置，按正常程序坐挂、倒扣、注水泥、替浆，碰压后上提送入工具，使其坐封机构从悬挂器中伸出，然后将其坐在回接筒顶端，当下压3—5t管柱重量时，固定销钉剪断，继续加压，胶筒在压力作用下发生挤压变形，当加压至20～25t时，在外层套管一尾管环空形成密封。由于活动套筒内设计有止退卡簧，一旦胶筒胀封即实现永久封隔。封隔式回接装

4、置(回接插头)采用机械补救的办法在尾管悬挂器顶部形成高压密封，从而阻止环空油气水窜流。新型的I-IC—D型封隔式回接插头的工作原理见图2。它的密封组件作者衙介：马开华，男，中国石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所所长，教授级高级工狴师。1982年毕业于江汉石油学院钻井工程专业，现从事固井工艺研究督导和固井工具研发工作。地址：山东省德州市东风东路35号，电话：0534—2621613；E—mail·mkh@sinopd．conl。一203一2004年固井技术研讨会论文集可在回接筒内形成可靠密封。当插头滑套坐于回接筒端面

5、时，在2—3t压力作用下，剪钉剪断，滑套上行，并推动胶筒和锥套移动，当达到额定压力(约4t)时，锥套剪钉剪断，卡瓦涨开。继续加压，胶筒进一步涨开，当压力达约20t时，即可在封隔器本体和套管之间形成密封。由于卡瓦和封隔器内锁紧机构的作用，胶筒一旦完全涨封，无论管柱上提下放，均不会解封。图1尾管封隔一悬挂器工作原理图2封隔式回接插头的工作原理尾管封隔悬挂器及其回接装置承受压差可达25MPa，具有很好的封堵油气水窜的作用。胜利、中海油渤海、塔河、四川等油田已较多地推广应用这种工具。其中在四川新场气田使用时，最大气层压力梯度达0

6、．023MPafm，成功控制住环空气窜。胜利油田的郑6—平6井在大斜度井段利用尾管封隔悬挂器及回接固井，形成了水平井筛管完井的新方法。在中海油渤海油田Bz25一l—D3井应用封隔式回接插头，解决该井业已存在的重叠段环空泄漏问题，作业后分别在环空、管内和重叠段加压21MPa，30min均无压降。二、水平井尾管悬挂系统水平井、大位移井、大斜度井需要采用尾管完井技术的越来越多，但是，由于液压尾管悬挂器需要投球憋压完成坐挂动作，而球座一般置于尾管串的底部，铜球在水平段无法自己前行，而泵送也难以使铜球到达球座，实现密封，故这一技术

7、的应用受到了制约。新型sQ—A水平井尾管悬挂系统主要由尾管悬挂器总成及送球器、锁紧座、孔板三大部分组成。其中送球器主要由挡球器、送球胶塞及剪切套等组成。下尾管时，将送球器本体接在悬挂器下面，将锁紧座接在预定的阻位，而将孔板置于锁紧座和浮箍之间的套管接箍中。由于送球器能在直井段捕获憋压球，因此，当铜球到达送球器后，可实现憋压剪断悬挂器液缸剪钉，完成坐挂。继续憋压，将送球器剪掉，泵送送球器胶塞至锁紧座，再次憋压，剪掉挡，球器，使其落到孑L板上，建立正常循环，并完成整个尾管固井作业。其作业原理见图3。水平井尾管悬挂系统已经申请

8、专利，它的问世，使我国水平井尾管完井技术得以全面推广。目前国内大多数油田如胜利、大庆、中原、大港、塔河、中海油南海、渤海油田都应用了水平井尾管悬挂器系统。其中，中原油田文92—平1井创造了井斜达950的记录。一2甜一复杂井固井特殊尾管悬挂器的研制与应用憋压坐挂送球器脱离短节后剪脱挡球器与镇紧座碰压建立循环图3水平井尾