螺桿泵井環(huán)保多功能防噴油管錨應用效果評價

冷德富（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

螺桿泵井環(huán)保多功能防噴油管錨應用效果評價

冷德富（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

機采井作業(yè)施工過程中，由于井口控制難度大，采出液和壓井泥漿易從井筒中排出地面污染環(huán)境。井下丟手防噴技術(shù)是解決上述問題的有效手段，但螺桿泵井丟手防噴技術(shù)捅活門與錨定動作互相干擾，操作復雜，同時油管彎曲易使桿管偏磨，為此研發(fā)了環(huán)保多功能防噴錨定一體化管柱。該環(huán)保多功能防噴油管錨具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、功能多、密封性好的特點；一趟管柱可實現(xiàn)防噴作業(yè)和管柱錨定功能，二次作業(yè)達到不壓井作業(yè)，減少了泥漿對地層的影響和落地油水對地面的污染，實現(xiàn)綠色環(huán)保作業(yè)。

機采井螺桿泵防噴錨環(huán)保

井控技術(shù)是保證作業(yè)施工順利進行的關(guān)鍵技術(shù)之一，井控技術(shù)能力也決定了安全和環(huán)保的水平［1］。隨著井控、安全環(huán)保意識的提高，修井作業(yè)中對不壓井作業(yè)技術(shù)也提出了更高的要求。在油田修井作業(yè)中，作業(yè)時采取壓井作業(yè)，不僅影響了作業(yè)周期，浪費了作業(yè)成本，而且容易造成地層污染，有的井甚至存在壓死的情況［2］。為此，研發(fā)應用環(huán)保多功能防噴油管錨，實現(xiàn)二次作業(yè)達到不壓井作業(yè)，減少泥漿對地層的影響和落地油水對地面污染的影響，很好地解決了油層保護和安全清潔生產(chǎn)的問題。

1　螺桿泵井泥漿壓井基本情況

1.1壓井的作用

壓井是為了平衡地層壓力，防止井噴現(xiàn)象的發(fā)生。但是對于低壓井，在常規(guī)壓井作業(yè)中易出現(xiàn)地面環(huán)境污染問題；而對于中高壓井，采用常規(guī)壓井作業(yè)易導致壓井液污染地層、破壞地層壓力場、降低生產(chǎn)效益等危害［3］。

1.2壓井現(xiàn)狀

以大慶油田第三采油廠為例，2013年螺桿泵井泥漿壓井276井次，占同期作業(yè)井數(shù)的46.8%；統(tǒng)計近兩年機采井泥漿壓井作業(yè)前后生產(chǎn)情況，壓井導致產(chǎn)量下降的有13口井，這部分井需要生產(chǎn)一段時間后產(chǎn)量恢復，恢復期為35天，說明壓井后產(chǎn)生了危害。

2　防噴油管錨技術(shù)原理

該技術(shù)是一種丟手防噴技術(shù)，將防噴功能和錨定功能集成在一套工藝管柱上，解決螺桿泵井管柱錨定問題和作業(yè)防噴問題。丟手封隔器與滑套活門配合，懸掛在油層之上實現(xiàn)防噴功能。螺桿泵管柱底部連接通桿，完井時捅開滑套活門實現(xiàn)生產(chǎn)，同時通桿與封隔器互相配合，實現(xiàn)管柱錨定作用。該螺桿泵井環(huán)保多功能管柱具有防噴功能，可配合螺桿泵井的不壓井作業(yè)施工。而且增設了防轉(zhuǎn)機構(gòu)，取代了螺桿泵井原有的專用油管錨，實現(xiàn)了螺桿泵井作業(yè)施工時防噴與錨定合二為一的功效。同時，該工具利用鍵和槽配合的原理克服以往錨定工具容易造成油管彎曲的不利影響，降低了螺桿泵井偏磨概率的發(fā)生［4］。

螺桿泵防噴錨定一體化工藝管柱主要由防轉(zhuǎn)空心橋塞、多功能底閥、自扶正防轉(zhuǎn)開關(guān)閥通具等配套工具組成（圖1）。采用丟手防噴方式，通過泵下部的捅桿打開或關(guān)閉井下開關(guān)。當捅桿插入丟手管柱后，捅桿上的花鍵也進入丟手封隔器中心管上的鍵槽，實現(xiàn)生產(chǎn)管柱防轉(zhuǎn)。

1）防轉(zhuǎn)機構(gòu)：空心橋塞與通桿采用鍵槽連接，傳遞扭矩（圖2）。

2）空心橋塞卡瓦牙采用橫、豎牙型各一組（兩對），用于管柱的錨定、防轉(zhuǎn)。該卡瓦牙采用內(nèi)置式設計，中途坐封的可能性小，保證管柱上下不能串動的同時又增加徑向防轉(zhuǎn)錨定（圖3）。

圖1　螺桿泵井不壓井環(huán)保作業(yè)技術(shù)示意圖

圖2　防轉(zhuǎn)空心橋塞、自扶正防轉(zhuǎn)開關(guān)閥通具配合

圖3　改進后的防轉(zhuǎn)空心橋塞卡瓦牙形狀

3　應用效果

該螺桿泵不壓井管柱在前期試驗過程中發(fā)現(xiàn)有2口井出現(xiàn)防噴錨下移的情況，針對這一情況將工具進行了改進：

1）對工具進行優(yōu)化結(jié)構(gòu)處理，將卡瓦設計在上端，膠筒設計在下端，送封工具設計在工具最下端。坐封時活塞由下向上推動工具坐封，當工具形成粗密封時，底壓促進工具進一步封隔、錨定，提高工具下井成功率。

2）工具改為上提丟手，上提丟手不受坐封壓力的影響，直至工具坐封可靠為止。改進后防轉(zhuǎn)空心橋塞見圖4。

圖4　改進后防轉(zhuǎn)空心橋塞

目前該工具現(xiàn)場已累計下井應用39套。下入不壓井管柱的螺桿泵井均為KGLB800以上的大排量螺桿泵，在作業(yè)時起原井過程中均有不同程度的噴勢，需要泥漿壓井施工。應用新型螺桿泵防轉(zhuǎn)不壓井作業(yè)管柱經(jīng)過釋放過程、試捅活門、驗封打撈過程均未出現(xiàn)異常情況，能夠?qū)崿F(xiàn)不同過程的施工要求，解決了螺桿泵井不壓井作業(yè)施工的難題。目前，有25口井進行了二次檢泵作業(yè)，21口井在起原井管柱時，井口均無溢流，實現(xiàn)了二次檢泵不壓井的目的。有4口井起原井管柱時有溢流，但不影響施工，達到了不壓井的目的。

4　結(jié)論及認識

1）螺桿泵井防噴錨定一體化管柱將防噴功能和錨定功能集于一體，一趟丟手管柱可同時實現(xiàn)防噴和生產(chǎn)管柱防轉(zhuǎn)功能，簡化了施工操作，節(jié)省作業(yè)時間和費用。

2）螺桿泵井防噴錨定一體化管柱實現(xiàn)生產(chǎn)管柱防轉(zhuǎn)，避免了支撐式螺桿泵油管錨坐封后油管彎曲的問題，可以達到防偏磨目的。

3）螺桿泵井防噴錨定一體化管柱在結(jié)構(gòu)上進行了較大的改進和創(chuàng)新，可以實現(xiàn)二次作業(yè)施工防噴功能，密封效果好，生產(chǎn)管柱自由調(diào)節(jié)距離達到1m，配管柱和錨定操作簡單，具有很好的應用前景。

［1］萬仁溥，羅英俊.采油技術(shù)手冊［M］.3版.北京：石油工業(yè)出版社，2005：91-120.

［2］陳濤平.石油工程［M］.2版.北京：石油工業(yè)出版社，2011：50-74.

［3］吳奇.井下作業(yè)監(jiān)督［M］.3版.北京：石油工業(yè)出版社，2014：32-46.

［4］韓修廷.螺桿泵采油原理及應用［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2007：236-251.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.005.016

2014-11-20）

冷德富，工程師，2008年畢業(yè)于大慶石油學院（油氣田開發(fā)工程專業(yè)），從事聚驅(qū)機采井動態(tài)分析工作，E-mail：dfleng@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田有限責任公司第三采油廠工程技術(shù)大隊，163000。