新式液壓丟手在水平裸眼完井中的應(yīng)用

白維昊　張英　段佳斌　張飛

摘 要：常規(guī)丟手工具僅滿足單純的機(jī)械或液壓丟手功能，在海上油田水平裸眼完井作業(yè)中存在可靠性、循環(huán)破膠效果及后續(xù)修井打撈作業(yè)等方面的不足，故開發(fā)新式的脫手工具，兼具機(jī)械和液壓脫手功能；并增加了內(nèi)層懸掛中心管結(jié)構(gòu)，同時增大內(nèi)通徑，實現(xiàn)可靠脫手、裸眼段替漿、后續(xù)方便修井打撈等作業(yè)，目前該丟手工具已廣泛應(yīng)用于海上裸眼水平完井作業(yè)中。

關(guān)鍵詞：機(jī)械液壓復(fù)合功能；機(jī)械應(yīng)急；可調(diào)防塵帽；中心管懸掛；旋轉(zhuǎn)送入

傳統(tǒng)液壓丟手工具因為脫手方式和結(jié)構(gòu)設(shè)計的局限性，主要應(yīng)用于生產(chǎn)作業(yè)中的油管回接功能，及部分簡易防砂水平井配合封隔器使用起到懸掛防砂管柱 的作用，同時為了滿足裸眼段管柱下入、替漿、控水調(diào)層等技術(shù)要求，新式液壓丟手兼具機(jī)械和液壓兩種脫手功能；本文主要從新式液壓丟手工具在結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、技術(shù)特點、現(xiàn)場應(yīng)用效果方面，進(jìn)行分析論述和研究。

1 技術(shù)特點

1.1 結(jié)構(gòu)原理

1.2 技術(shù)特點

1.2.1 液壓方式丟手原理（如圖2）

①投入丟手鋼球φ48mm，開泵正循環(huán)送球入座；②繼續(xù)增加壓力至2500Psi左右時，安裝在連接筒和球座間的剪切銷釘剪斷，球座繼續(xù)下行至連接頭限位處；③連接筒和限位筒內(nèi)的鎖緊球下落，連接筒失去球座支撐脫開；④內(nèi)外層實現(xiàn)有效脫離，此時上提管柱，連接筒會帶著防塵帽、連接頭和其內(nèi)部的球座與丟手工具分離，實現(xiàn)丟手功能。

1.2.2 機(jī)械方式丟手原理（如圖3）

由于丟手在裸眼段內(nèi)，由于井斜、巖屑、沉沙等介質(zhì)對丟手裝置的影響，有可能會造成單一的液壓丟手功能無法正常實現(xiàn)，需要增加機(jī)械應(yīng)急功能滿足現(xiàn)場作業(yè)要求。

球座剪切銷釘剪斷后上提無法丟手，則下壓管柱20t左右（下壓力由剪切銷釘?shù)臄?shù)量確定），連接爪在J型筒的滑道內(nèi)下行，同時剪切連接爪和J型筒上的銷釘。繼續(xù)下壓管柱至壓力增加，則連接爪移動到下接頭限位處，此時連接爪也移動到J型筒滑道的最下端，然后正轉(zhuǎn)管柱至扭矩增加時，上提管柱實現(xiàn)丟手功能。

1.2.3 懸掛中心管功能

①懸掛中心管柱連接插入密封配合洗井密封總成實現(xiàn)替漿洗井功能；②懸掛中心管配合裸眼外層分層密封筒實現(xiàn)控水調(diào)層目的；③使用在分層開采中仍然可以實現(xiàn)防砂生產(chǎn)管柱分采導(dǎo)向接頭作用

1.2.4 旋轉(zhuǎn)下入完井管柱功能

工具內(nèi)外層通過鎖緊球連接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單有效（承受扭矩10KN*M，懸掛載荷大于60T）；在規(guī)定扭矩（10KN*M）下實現(xiàn)可正轉(zhuǎn)下入。

備注：該扭矩為管柱空轉(zhuǎn)扭矩值附加值

1.2.5 配備防塵帽，有效防止內(nèi)外層卡鉆風(fēng)險

在新式液壓丟手本體連接筒上增加了防塵帽，該防塵帽與保護(hù)罩之間保持1-2mm間隙配合。可以阻止循環(huán)洗井時井筒內(nèi)雜質(zhì)循環(huán)推積在內(nèi)筒、內(nèi)壁之間，防止液壓脫手球座無法運行至低端，從而保障新式液壓丟手的脫手機(jī)構(gòu)正常作用。

2 現(xiàn)場應(yīng)用

為了驗證新式液壓丟手工具脫手壓力、球座密封性、抗拉及抗扭、機(jī)械應(yīng)急機(jī)構(gòu)剪切值滿足現(xiàn)場使用要求，分別進(jìn)行了相關(guān)的實驗，實驗測試結(jié)果如下：

球座密封性：打壓20.7MP，穩(wěn)壓15min，壓力為20.5MP，密封性良好；

球座剪切壓力：剪切值在2300psi～2500psi范圍內(nèi)，符合設(shè)計要求；

連接爪下壓剪切值：8個銷釘，設(shè)計值30T，實測31.5T；

連接爪及鎖緊球抗扭性能：10KN.M ，拆卸工具后，零件完好；

連接爪及鎖緊球抗拉性能：60T抗拉力；

目前，該新式液壓丟手工具已廣泛應(yīng)用于綏中36-1油田、惠州25-8＼恩平23-1等油田數(shù)十口水平裸眼完井中，成功率為100%。

3 結(jié)論

①在裸眼水平井作業(yè)中，新式液壓丟手具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可承扭矩旋轉(zhuǎn)、內(nèi)通徑大便于后期修井作業(yè)，兼具機(jī)械液壓兩種脫手方式等，有效降低了裸眼水平完井作業(yè)風(fēng)險和成本。

②新式液壓丟手除了應(yīng)用于裸眼水平完井作業(yè)中，還可用于大位移、大狗腿等情況的完井防砂、生產(chǎn)管柱分采調(diào)層作業(yè)中，具備廣泛的適用范圍。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫文俊等.篩管液壓丟手裝置的研制與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2015（3）：119-120.