油管堵塞器的研制与应用

　新产品开发　

DS Q -A 、B 型油管堵塞器的研制与应用

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李天兴　段文立　于　强

(新疆油田公司井下作业公司)

摘要　以前使用的油管堵塞器在投堵后,靠井内压力撑开堵塞器卡瓦和胶皮来封堵油管。在

起下管柱时,由于井内压力的变化及作业时管柱的振动,堵塞器固定卡瓦易松开,被井内压力顶出油管,存在很大的安全风险。为此,研制了DS Q -A 、B 型油管堵塞器。该型油管堵塞器的密封胶皮外装有防护钢套,可使胶皮在入井过程中不被损坏,保证胶皮封堵质量;同时利用滑块捞矛的原理,使投堵后堵塞器不易移动,增强安全性。现场应用表明,DS Q -A 、B 型油管堵塞器是适合带压作业的新型堵塞器,并且可以重复使用,节约成本。 关键词　油管堵塞器　密封胶皮　防护钢套　滑块卡瓦　带压作业

0　引　言

传统的修井工艺常常要用压井液压井或放喷降压作业。压井会造成产层污染甚至堵塞,使油井产量下降。据国外资料统计,每次压井可造成20%的产量损失。另外,在压力敏感性地层,往往一压就漏,不压就喷,压井难度大、时间长、耗费资金多,造成钻井、修井作业复杂化;放喷会使局部地层压力降低,损害地层结构,影响油层出油。因此,压井和放喷作业都不利于油田的可持续发展。带压修井作业是指在井筒内有压力和油气的情况下带压进行起下管柱作业、实施增产措施的一种先进作业方法。带压修井作业装置主要由带压作业机、动力源、井口防喷装置和油管内密封控制系统等4部分组成。其中油管内密封控制系统主要由油管堵塞器或桥塞等构成,用于封堵油管,保证在作业时油管内压力为0,从而进行带压起、下管柱作

业。

以前使用的油管堵塞器在投堵后,靠井内压力撑开堵塞器卡瓦与胶皮来封堵油管。在起下管柱时,由于井内压力的变化及作业时管柱的振动,堵塞器固定卡瓦易松开,被井内压力顶出油管,存在很大的安全风险。

针对上述情况,新疆油田公司井下作业公司第二工程技术服务公司与江苏鑫源石化机械有限公司合作,于2008年研制了DS Q -A 、B 型油管堵塞器,并在同年8—10月完成地面试验和入井试验。

1　技术分析

111　DS Q -A 型油管堵塞器结构及工作原理

DS Q -A 型油管堵塞器结构如图1所示。其工

作原理为:当油管堵塞器进入油管下端时,卡瓦依靠自重向下滑动,与斜面产生相对位移。上提工具时,

斜面向上运动所产生的径向分力迫使卡瓦咬入

图1　DS Q -A 型油管堵塞器结构示意图

1—投入工具;2—连接螺母;3—上剪销;4—心轴;5、13—螺钉;6—胶皮外套;7—键;8—弹性挡圈;9—心轴套;10—护套;11—胶皮;12—锥体;14—并帽;15—矛杆;16—卡瓦;17—挡块;18—开槽螺钉。

—

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2010年　第38卷　第1期石　油　机　械

CH I N A PETROLEUM MACH I N ERY

3新疆油田公司推广项目“带压安全作业”。

油管内壁;利用上击力拉动心轴沿键槽上行,带动

胶皮外套离开胶皮,胶皮撑开密封油管;再利用震击器的震击力将上剪销剪断,投入工具则随震击器起出井口。

112　DS Q -B 型油管堵塞器结构及工作原理

DS Q -B 型油管堵塞器结构如图2所示。其工作原理为:当油管堵塞器进入油管最下端喇叭口

时,支撑块在扭簧的作用下被撑开卡在喇叭口上,上提工具用很小的力即可将剪销剪断,卡瓦座与连接轴一起上移,卡瓦离开卡瓦套并被片簧撑开,卡在油管与喇叭口连接的台阶附近;利用上击力拉动心轴沿键槽上行,带动胶皮外套离开胶皮,胶皮撑开密封油管;再利用震击器的震击力将上剪销剪断,投入工具则随震击器起出井口

。

图2　DS Q

-B 型油管堵塞器结构示意图

1—投入工具;2—连接螺母;3—上剪销;4—心轴;5、13—螺钉;6—胶皮外套;7—键;8—弹性挡

圈;10—心轴套;11—胶皮;12—锥体;14—并帽;15—卡瓦座;9、16、25—销钉;17—卡瓦;18—片簧;19—固定螺栓;20—卡瓦套;21—连接轴;22—下剪销;23—引鞋;24—支撑块;26—扭簧。

113　投堵配套工具

投堵配套工具有11660UPT BG 油管、转换接头、震击器和加重杆。其中最主要的工具是震击器。当DS Q -A 、B 型油管堵塞器投堵作业时,震击器通过上下运动产生震击力将堵塞器剪销剪断,从而使堵塞器坐封固定。震击器有链式震击器和筒

式震击器2种类型。

链式震击器结构如图3所示。总长1290mm ,最大外径45mm ,连接扣型M24。

图3　G LS -453855链式震击器

1—上体;2—下体。

筒式震击器结构如图4所示。总长1557mm ,连接扣型15/16-10,工作行程600mm ,打捞颈直径35mm ,最大外径45mm 。

图4　GTS -45筒式震击器

1—拉杆;2—接头;3—筒体;4—销轴;5—震击头;6—防松螺钉;7—底部接头。

2　主要技术参数及特点

211　主要技术参数

油管堵塞器的主要技术参数见表1。

表1　主要技术参数

油管堵塞器类型DS Q -A 型DS Q -B 型连接扣型/英寸15/1615/16工具总长/mm 810840刚体最大外径/mm 5853胶皮撑开最大外径/mm 635815卡瓦张开最大外径/mm 65

62支撑块释放后最大外径/mm

—

66

震击力/kN 1次2、2次4—

适用油管/英寸

2(3

2(3

(下接喇叭口)

212　技术特点

DS Q -A 、B 型油管堵塞器主要由滑块卡瓦、

胶皮防护钢套、密封胶皮组成。密封胶皮防护钢套

可以保护胶皮;滑块卡瓦利用滑块捞矛的原理[1]

,可使投堵后堵塞器不易移动,增强安全性。213　适用范围

(1)A 型堵塞器是靠底部滑块固定在油管壁上,达到封堵油管的目的,适合多次投堵的井况。

(2)B 型堵塞器是靠底部的锁块挂住井底喇叭口,上提打开钢套封住油管内腔,适用于一次投堵到位、井底结构为喇叭口的井。

3　现场应用

2008年10月,将DS Q -A 型油管堵塞器在新疆

油田公司采油二厂530区85449井和85409井进行现

场应用试验。85449井油管井口压力12MPa 。用电缆车连接好配套工具和DS Q -A 型油管堵塞器,下入油管。由于油管结垢严重,下至230m 时不能向

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石　油　机　械2010年　第38卷　第1期