可重復(fù)錨定及泄油固定器的研究應(yīng)用

周玉晴，費(fèi)玉亭，潘國輝

（中國石化江蘇油田分公司采油一廠，江蘇真武225265）

可重復(fù)錨定及泄油固定器的研究應(yīng)用

周玉晴，費(fèi)玉亭，潘國輝

（中國石化江蘇油田分公司采油一廠，江蘇真武225265）

在有桿采油系統(tǒng)中，常使用油管錨將油管下端固定，有效消除油管變形，控制油管伸縮，減少?zèng)_程損失。但在作業(yè)沖程中往往需要重復(fù)座封卸油，而目前使用的油管錨都存在不能多次重復(fù)座封的問題。針對(duì)存在的情況，研究應(yīng)用新型錨定泄油器，實(shí)現(xiàn)下泵油管錨定、泄油、分段試壓功能，解決液力錨和固定器無法重復(fù)座封和無法泄油的問題。

可重復(fù)；錨定；泄油；固定器；應(yīng)用

在有桿抽油泵系統(tǒng)中，為改善抽油泵的工作狀況，常使用油管錨將油管下端固定，有效消除油管變形，控制油管伸縮，減少?zèng)_程損失。目前，國內(nèi)油管錨基本分為2大類：機(jī)械式油管錨（可分為張力式、壓縮式和旋轉(zhuǎn)式3種）和液力式油管錨。江蘇油田采油一廠井下管柱大多數(shù)采用KYLM-116液力錨，這種液力錨雖然在一定程度上可以達(dá)到泄油的目的，但是也有一定的局限性，就是在作業(yè)過程中如果試壓不合格的時(shí)候無法試壓分段試壓，也不能實(shí)現(xiàn)液力錨的重復(fù)座封，必須重新將管柱起出，這大大影響了作業(yè)周期及作業(yè)成本，為了解決普通液力錨和固定器無法實(shí)現(xiàn)重復(fù)座封分段試壓的問題，研究應(yīng)用新型錨定泄油器，實(shí)現(xiàn)下泵油管錨定、泄油、分段試壓功能，解決液力錨和固定器無法重復(fù)座封和無法泄油的問題[1-3]。

1 新型液力錨的研制

1.1 總體設(shè)計(jì)方案的確定

通過研究分析目前本油田使用的錨定泄油器的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種新型錨定泄油器，該工具要集錨定和泄油功能一體，錨定簡單可靠同時(shí)還可以重復(fù)座封，可實(shí)現(xiàn)下鉆過程中對(duì)管柱的多次試壓。

1.2 錨定方式設(shè)計(jì)

錨定卡瓦可設(shè)計(jì)為單向卡瓦，卡瓦錨定方式采用液壓錨定，無鎖緊機(jī)構(gòu)，可重復(fù)錨定，不采用壓縮管柱錨定，減少對(duì)管柱的彎曲，減少油管桿偏磨。

1.3 解封方式設(shè)計(jì)

為克服常規(guī)一些帶卡瓦封隔器、固定器、泄油器等留井時(shí)間長后，卡瓦無法回收，造成起管柱困難的問題。解封時(shí)卡瓦回收設(shè)計(jì)強(qiáng)制回收方式，可設(shè)計(jì)為彈簧結(jié)構(gòu)形式，依靠彈簧彈力強(qiáng)制回收，可重復(fù)解封，彈簧做好防腐處理，防止彈簧腐蝕失效。

1.4 泄油方式設(shè)計(jì)

目前泄油器泄油方式是上提管柱泄油，座封好后無法動(dòng)井口或管柱，可設(shè)計(jì)為管柱錨定后，泄油通道不通過上提管柱泄油，旋轉(zhuǎn)管柱泄油。

2 新型液力錨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

KYLM型液力錨主要由坐錨機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)及解錨泄油機(jī)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)（見圖1）。坐錨機(jī)構(gòu)主要由座封剪釘、液缸、上下錐體、密封圈等組成；錨定機(jī)構(gòu)主要由卡瓦、卡瓦筒、片簧、鎖環(huán)等組成；解錨及泄油機(jī)構(gòu)主要由泄油套、鎖塊、解封剪釘組成。

2.1 工作原理

（1）坐卡液力錨：將液力錨接在深井泵上部2～3根油管上，在井口高壓泵入液體，在液體高壓作用下，液壓經(jīng)中心管的孔槽作用于座封活塞上，當(dāng)壓力達(dá)到6 MPa～8 MPa時(shí)，座封銷釘被剪斷，活塞推動(dòng)上錐體使卡瓦張開實(shí)現(xiàn)錨定，繼續(xù)加壓至15 MPa使液力錨充分坐卡。由于鎖環(huán)的作用，當(dāng)泄掉油管內(nèi)的液壓后，卡瓦也始終處于錨定狀態(tài)（見圖2）。

圖1 錨定泄油器結(jié)構(gòu)圖

圖2 錨定泄油器結(jié)構(gòu)圖（上圖錨定狀態(tài)，下圖旋轉(zhuǎn)后泄油狀態(tài)）

（2）解卡液力錨：上提管柱，解封銷釘被剪斷，中心管與下接頭連接的鎖塊失去了泄油套的支撐，在尾管質(zhì)量和油管中液體壓力的作用下，下接頭與中心管分開，實(shí)現(xiàn)泄油，并帶動(dòng)下錐體向下移動(dòng)，同時(shí)中心管帶動(dòng)上錐體向上移動(dòng)，卡瓦回收，解除錨定。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

2.2.1 錨定可靠KYLM型液力錨采用雙錐體推動(dòng)雙卡瓦實(shí)現(xiàn)錨定，錨定力大，能承受雙向的交變載荷，能承托整個(gè)管柱質(zhì)量，避免了管柱斷脫掉入井內(nèi)的事故。

2.2.2 解錨方便可靠解錨時(shí)，中心管與下接頭分開，中心管帶動(dòng)上錐體向上移動(dòng)，下接頭在尾管質(zhì)量和油管中液體壓力作用下帶動(dòng)下錐體向下運(yùn)動(dòng)，卡瓦失去了上下錐體的支撐，卡瓦在彈簧力的作用下能強(qiáng)制收回，不會(huì)存在卡井現(xiàn)象，同時(shí)也不會(huì)存在不泄油現(xiàn)象。

2.2.3 施工安全可靠，可重復(fù)利用液力錨按加壓錨定，上提解錨的順序工作，液力錨在井下無錨定時(shí)，提放油管不會(huì)產(chǎn)生卡井和泄油現(xiàn)象。該液力錨可回收，適當(dāng)檢查維修，更換易損件即可重復(fù)使用。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析及取得的成果

在經(jīng)過充分的技術(shù)準(zhǔn)備和室內(nèi)研究后，2016年開始分別在本廠各個(gè)區(qū)塊先井進(jìn)行該新型液力錨的應(yīng)用工作，考慮到實(shí)際情況，本次選取的油井一般都是產(chǎn)量相對(duì)不高、含水在50%以上，泵掛深度2 000 m以內(nèi)的油井進(jìn)行應(yīng)用。截止12月15日，共計(jì)使用該新型液力錨22井次，使用成功率100%，這22口井的平均產(chǎn)量為15.8 t/2.4 t/80.1%，平均泵掛深度為1 784 m，最深下至2 500 m。目前有3口井因躺井而作業(yè)，從起出液力錨看，無明顯損壞現(xiàn)象，表面完好。同時(shí)在曹13-3井進(jìn)行了重復(fù)錨定的試驗(yàn)，瓦2-5井應(yīng)用該型液力錨進(jìn)行了分段試壓，找出了滲漏油管，避免了一次重復(fù)起下管柱，節(jié)約了作業(yè)成本（見表1）。

表1 部分應(yīng)用油井統(tǒng)計(jì)表

3.1 曹13-3現(xiàn)場(chǎng)重復(fù)座封試驗(yàn)

該井2016年7月結(jié)合檢泵進(jìn)行上返，生產(chǎn)層位E2s1，井段2 453.1 m～2 454.9 m，厚度1.8 m，下泵深度2 000 m，使用38 mm過橋泵，工作制度3次×4.5米/分，下泵使用HYCMX-115新型可重復(fù)錨定液力錨，于2016年8月2日開抽，初期產(chǎn)量18.8 t/2.9 t/84.4%，2016年9月4日不出液，診斷為抽油桿斷脫，礦業(yè)2隊(duì)進(jìn)行了返工，起出發(fā)現(xiàn)抽油桿第161根因上錯(cuò)扣而導(dǎo)致斷脫，起出液力錨經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)沒有問題。

2016年9月10日下泵，為了驗(yàn)證該新型液力錨重復(fù)座封的可行性和有效性，經(jīng)過與作業(yè)隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員溝通與協(xié)調(diào)，準(zhǔn)備在該井實(shí)施重復(fù)錨定試驗(yàn)。該井設(shè)計(jì)下泵深度為2 000 m，在井口組裝好工具后下至1 900 m時(shí)油管打壓5 MPa，使液力錨座封，此時(shí)，鋸齒卡簧螺紋與中心管上的鋸齒螺紋嚙合，從而將活動(dòng)錐鎖定，實(shí)現(xiàn)對(duì)管柱的錨定。用水泥車將套管灌滿，此時(shí)油套管壓力達(dá)到平衡，卡瓦收回，解除對(duì)管柱的錨定。上提管柱5 m～10 m后，重新將泵下至設(shè)計(jì)位置2 000 m，油管打壓5 MPa，液力錨再次座封。該井于9月12日開抽生產(chǎn)，工作制度調(diào)整為3次×6米/分，目前產(chǎn)量19.1 t/ 5.8 t/69.7%，動(dòng)液面1 500 m，生產(chǎn)穩(wěn)定。

3.2 瓦2-5井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

該井2016年8月21日結(jié)合檢泵進(jìn)行上返作業(yè)，設(shè)計(jì)泵掛深度1 800 m，泵徑38 mm使用KYLM-116液力錨，9月5日電纜射孔口刺下泵管柱至1 795.96 m，試壓10 min壓降5 MPa，反復(fù)多次不能穩(wěn)壓，試壓不合格。起出泵掛管柱，在對(duì)泵試壓合格后，改用HYCMX-115可重復(fù)錨定液力錨，通過分段錨定及試壓，共計(jì)找出滲漏油管7根。更換合格抽油桿后下泵至設(shè)計(jì)深度，9月7日開抽，目前產(chǎn)量2.0 t/1.8 t/10%，生產(chǎn)穩(wěn)定。

4 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

（1）座封可靠：較小的壓差即可實(shí)現(xiàn)可靠錨定，液壓阻尼消除了水擊對(duì)錨定的影響，保證工具不會(huì)中途誤錨定。

（2）重復(fù)座封：可重復(fù)座封液力錨定泄油器具有普通錨定泄油器所不具備的二次座封功能。

（3）解封容易：該錨定器為單向錨定，上提管柱，卡瓦自動(dòng)內(nèi)收，杜絕解封遇卡現(xiàn)象。

（4）在不泄油狀態(tài)下起出管柱，可檢查下井油管、工具及作業(yè)質(zhì)量，查驗(yàn)管柱漏點(diǎn)。

（5）可重復(fù)座封液力錨定泄油器其中心孔內(nèi)襯有特種耐磨材料，與內(nèi)襯油管配套使用，可實(shí)現(xiàn)泵上全管柱內(nèi)襯，具有優(yōu)良的耐磨、防腐、防垢性能。

（6）使用方便：錨定時(shí)，無須增加任何工序即可完成錨定；起出作業(yè)時(shí)，只需用油管鉗正轉(zhuǎn)油管5圈，即可完成泄油及解錨工作，使用極為方便。

［1］施必華，蘇慶欣，周宏斌，等.封隔器座封載荷控制器的研制與應(yīng)用［J］.石油機(jī)械，2005，33（8）：81－82.

［2］湛精華，王國榮，劉清友.井下封隔器工作行為仿真研究［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2006，35（2）：9－12.

［3］陳聰穎，馬翔，等.一體化插管采油技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.復(fù)雜油氣藏，2015，8（2）：17-19.

國家能源局發(fā)布《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》

1月5日，國家能源局發(fā)布《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）?！兑?guī)劃》提出到2020年，水電裝機(jī)達(dá)到3.8億千瓦（其中含抽水蓄能電站4 000萬千瓦）、風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到2.1億千瓦以上、太陽能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到1.1億千瓦以上、生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到1 500萬千瓦、地?zé)峁┡每偭窟_(dá)到4 200萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)展目標(biāo)，是緊緊圍繞2020年非化石能源在一次能源消費(fèi)總量中占15%的比重目標(biāo)要求，綜合考慮了各類非化石能源的資源潛力、重大項(xiàng)目前期工作進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)改善等多種因素，經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)算之后才確定的。上面這些目標(biāo)加起來，到2020年商品化可再生能源年利用量將達(dá)到5.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，再加上核電，基本上可以確保完成2020年15%的非化石能源發(fā)展目標(biāo)，并為2030年實(shí)現(xiàn)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重20%的目標(biāo)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

初步測(cè)算，整個(gè)“十三五”期間，可再生能源總得投資規(guī)模將達(dá)到2.5萬億元，屆時(shí)可再生能源年利用量相當(dāng)于減少二氧化碳排放量約14億噸，減少二氧化碳排放量約1 000萬噸，減少氮氧化物排放約430萬噸，減少煙塵排放約580萬噸，年節(jié)約用水約38億立方米，帶動(dòng)就業(yè)人口將超過1 300萬人，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益都非常突出。

（摘自中國化工信息2017年第2期）

TE931.2

A

1673-5285（2017）02-0125-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.02.029

2017－01-12

周玉晴，助理工程師，從事采油工程生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)研究工作，郵箱：1308602671@qq.com。