水平井套管液压整形技术

水平井套管液压整形技术
摘要:为弥补以往水平井套管液压胀管整形技术的不足,将液压与机械方式相结合,改善了普通整形工具效率低、效果差的状况,能够对套管实现连续整形,省时省力,并能根据套管的变形情况控制整形力的大小,达到理想的核形效果;分瓣式胀头的没计减少了井下施工事故的发生,降低了作业风险。

关键词:水平井套管液压整形
随着油田水平井技术的不断推广应用及水平井数量的不断增加,水平并修井工作的迫切性也日益显现。

部分早期投产的水平井滤砂管已经开始失效,冲砂作业后仅能维持2d～3d的生产,有的水平井套管发生缩径、变形、错断等清况,部分水平井在多次措施无效后已关井停产。

针对上述问题,开展了水平井套管液压整形技术研究[1～4],在现场应用中取得了很好的效果,有着广阔的应用前景。

1 结构原理
水平井套损井中,由于缩径和错断而引起的套损井占套损井的主要部分,修复该类型套损井第1步工作就是打通道施工。

对于变形量较小、残余通道通井大的套变井,目前现场有比较成热的打通道工艺技术,而对于残余通井＜90mm的套损井,采用目前常规的扩径打通道技术成功率低,施工风险大,施工周期长。

水平井套管液压整形技术主要应用在通井＜90mm的小通径缩径井和小通径错断井中。

将管柱下到油井内的预定位置,然后地面佳压,当压力达到约l MPa时,锚定装置首先工作,同时液压缸组将地面水泥车的液压力转换成轴向机械推力,作用于液压胀管器下接头,并通过它将推力传递到分瓣胀管器的锥体上,锥体将轴向推力转化成径向的扩张力,变形套管在分瓣式胀头径向扩张力的作用下膨胀井复原。

在上述过程中,液压胀管器液缸的反作用推力由锚定装置承担,锚定装置以上的施工管柱在胀管过程中不承受胀管力的作用。

当液压胀胀器达到额定工作行程后,内部泄压机构动作,油管泄压,管柱内外压力平衡,锚定机构收回,这时可以自由地上提或下放管柱。

由于胀头的最大外径大于工具的外径,在整形过程中可能会造成分瓣胀头遇卡,此时油管泄压,上提管柱,分瓣胀头内锥体上移,胀头收缩解卡。

2 主要配套工具
2.1 液压胀管器
液压胀管器是该水平井套管修复技术的关键工具,由多级组合的高强度、大推力液压缸和泄压机构等组成。

2.1.1 结构
液压胀管器主要由3部分组成:上部为泄压部分,在液缸移动一个工作行程后能自动泄压而停止工作;中间为液缸,其作用是产生向下的
轴向推力(图中为一级液缸的示意图,实际工具可以依据需要增加液包的致量);下部为球座,主要起密封作用,正常下井时可以带着球下入,也可以下到位后再投球。

2.1.2 特点
(1)液压缸串联使用,能产生较打的轴向推动力,在保证胀管器不失稳和满足工具强度的前提下,可增加液压缸的级数,以增大对套管修复的挤胀力。

(2)设计有自动泄压机构,达到工作行程后自动泄压,施工过程中显示明显,便于现场操作。

(3)工具可以重复便用,满足长井段整形的需要。

2.1.3 技术指标
液压胀管器的技术指标如表1所示。

2.2 分瓣胀管器
分瓣胀头由上接头,中心内锥体,分瓣外锥体、探针等部分组成。

2.2.1 结构
分瓣胀头内锥休与外锥体配合,在轴向推力的作用下完成表型套管的整形。

设计内、外锥体的目的是为了解决整体式胀管器容易遇卡的问题,在工具遇卡时,上提工具时内锥体首先上移,外锥体失去内部支撑而回缩,实现工具白动解卡。

工具前端的探针可以保证工具顺利
引进小通径的变形井段。

2.2.2 工艺特点
(1)液压胀管工具具有复位功能,可以实现长距离整形。

(2)液压胀管器设计有泄压装置,施工过程显示明显,使于现场操作。

(3)分瓣式胀头设计可以减少整形作业中井下施工事故的发生。

(4)现场施工方便,利用小修队的设备就可以实施。

3 结语
液压胀管技术弥补了以往整形技术的不足,将液压与机械方式相结合,改善了普通整形工具效率低、效果差的状况,能够对套管实现连续整形,省时省力,并能根据套管的变形情况控制整形力的大小,达到理想的核形效果;分瓣式胀头的没计减少了井下施工事故的发生,降低了作业风险。

现场应用取得了很好的效果,有着广阔的应用前景。

参考文献
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