中石化普光气田井下工具协议-哈里伯顿

2 完井方案简述
针对普光气田酸性气井，推荐 MHR 密封插管式液压永久封隔器完井方式。 此方案所提供的完井工具满足普光气田的使用环境－高酸性气井完井要求。 金属材质选用高强度镍铬合金 Inconel 718，具有高抗腐蚀性，保证了在普光气 田高硫化氢和二氧化碳的井况下能够长期工作。且满足压裂酸化等施工作业要求。 所有的完井工具承受压差等级为 70MPa。完井工具管柱结构设计从上向下为安全 阀流动短节、井下安全阀、锚定密封总成、液压坐封封隔器、磨铣延伸筒、转换 接头、坐落接头、剪切球座，外加配套的附件。 完井方案设计简单可靠，上部设计井下安全阀，保证油气井在紧急状况下安 全可靠关闭，及时切断关闭油气井。哈里伯顿的井下安全阀为业界公认的非常可 靠的安全阀供应商。此次提供的安全阀具有内径大，外径小，可以保证顺利下入 7”的套管中。此安全阀为自平衡式，在不打平衡压力时也可以安全开启安全阀， 保证作业的方便。安全阀为全金属密封（气密封）。安全阀设计简单可靠，现场操 作方便。 管柱下部设计使用的哈里伯顿MHR液压坐封永久式封隔器，此封隔器为业界 公认的非常可靠的封隔器，具有液压坐封，一次管柱下入即可完成管柱安装，使 得作业非常简单、安全。封隔器有双向卡瓦，3 排胶筒设计，液压坐封机构在封
管；备用坐封封隔器；油管试压；且堵塞器下部可悬挂压力计对地层进 行监测。 注：此套完井管柱已在四川罗家寨气田现场应用，通过测试，已取得成功。
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3.2 完井工具清单（MHR 封隔器）
井下工具名称 安全阀控制管线 控制管线保护器 流动短节 安全阀 锚定密封
封隔器 磨铣延伸筒
变扣接头
坐落短节 球座接头
型号 1/4″ 3 1/2 3 1/2″ NE TRSV
½-12.6 VAM-TOP Box Halliburton Millout Extension 磨洗延伸 筒
4.50”
4 ½-12.6 VAM-TOP Pinx Pin Halliburton Cross-over 变扣接头
4 ½-12.6 VAM-TOP Box
4.50”
3 ½” -9.2 VAM-TOP Pin
Halliburton XN Landing Nipple 3 ½” -9.2 VAM-TOP Box x Pin Halliburton Ball Catcher Sub 剪切球座 3 ½” -9.2 VAM-TOP Box
3.937” 4.27”
2.88” 2.813" 2.90" 3.17" 3.88” 2.962" 2.813” 2.60”
结构设计合理。封隔器使用历史见后面哈里伯顿提供的有效业绩。 4) 工具采用 INC718 材料，具有高抗腐蚀性，在酸性的环境长期使用。 4) 一趟管柱下入，液压坐封，操作简单可靠。 4) 当需要回收管柱时，可右旋管柱使密封插管与封隔器脱开，方便回收管
柱。 4) 坐封压力低，易于安全操作。 4) 在封隔器下部配有坐落接头，可下入堵塞器隔离地层不压井回收上部油
2个 2个
2个
2个 2个
备注
300ft/ 盘
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3.3 完井管柱结构图（7”x3-1/2”管柱）
Casing Description
OD
ID
Drift
1
7" 32－35# Casing 套管
7.000” 6.004” 5.969"
2 Item
Description
6.094" 5.897"
OD
ID
Length
3.937”
Halliburton NE TRSV 井下安全阀 2.813 X, 10K 3 ½” -9.2 VAM-TOP B-P
5.62"
Halliburton Ratch-Latch Assembly 锚定
密封总成
4.615"
3 ½” -9.2VAM-TOP Box
Halliburton MHR Hydraulic Set Permanent Packer 液压永久式封隔器 4 5.687"
LTH 4.590-6 RTH
LTH 4 1/2-12.6 VAM-NEW Box
4 1/2-12.6 VAM-NEW P-P
4 1/2-12.6 VAM-NEW Box 3 1/2-9.2 VAM-TOP PIN
3 1/2-9.2 VAM-TOP B-P
3 1/2-9.2 VAM-TOP B-P
数量 2盘 30 4个 2个 2个
应用条件: – 适用 4½″- 13-3/8″套管 – 不含弹性橡胶件, 活塞静止时形成全金属的密封 – 工作压力可达 70Mpa（10000PSI） – 最大下入深度 9000ft – 温度工作范围 20－400 degF – 适用于极恶劣工作环境
• 适用于陆地井、海洋井及深海完井 • 适用于高温高压、生产完井及酸化压裂措施井 • 小外径系统
– 下入在 7”套管里面的 3-1/2” 安全阀 – 下入在 9 5/8”套管里面的 7” 安全阀
经过最严格和高质量的测试，达到更高的安全性和可靠性 – 已超过 4000 个安全阀应用到世界各地 – 超过 15,600（阀×年）以上的服务记录 – 20 年 99.3%可靠性
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– 在控制管线最大压力下，60 次大压差开启关闭测试，大大超高 API 测试标 准
E) 优越的活动结构
所有 NE 的标准特性 • 流管平滑，可允许钢丝工具自由通过 • 锁定强开工具，可靠的保障永久 常开安全阀

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3) 液压控制管线
外径 0.25”，壁厚 0.049”。材质选用 INC 825 的控制管线。主要考虑完井液 对控制管线腐蚀作用。
4) MHR 液压坐封永久式封隔器
MHR 封隔器为液压坐封永久式封隔器，MHR 封隔器为业界公认的非常可靠 的永久式封隔器。具有液压坐封功能，一次管柱下入即可完成整个管柱安装；液 压坐封机构在封隔器下部，不受完井液比重的影响。经过现场上万次的成功使用， 坐封过程安全可靠。其内径大于相应的油管内径，完全满足生产的需要。封隔器 为双向卡瓦、三胶筒设计，结构合理简单。配套的锚定密封总成为插入对接，正 旋脱扣，保证多次使用。密封件的选用考虑了地下条件和流体的组分，具有耐高 温抗 H2S，CO2 的腐蚀的特点。封隔器解封时，锚定密封右旋脱手，回收油管后， 下封隔器磨铣工具套铣封隔器。卡瓦制造的淬火工艺使得封隔器容易被磨铣掉， 封隔器下部配有磨铣延伸筒，保证封隔器在磨铣后可以被磨铣工具回收。
扣型
-3.937 5.62 4.615
5.687 4.50 4.50 3.937 4.27
-2.88 2.813 2.90
3.170 3.880 2.962 2.750 2.60
-10,000 10,000 10,000
10,000 10,000 10,000 10,000 10,000
过接箍
3 1/2-9.2 VAM-TOP b-P 3 1/2-9.2 VAM-TOP B-P 3 1/2-9.2 VAM-TOP BOX 4.590-6 RTH
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2) 哈里伯顿 NE 型油管携带可回收式井下安全阀
Halliburton NE TRSV
100% 金属对金属密封:
金属对金属阀瓣密封 整个的操作过程中，本体金属对金属密封 液压控制系统也为超级金属对金属密封
井下安全阀优点：
• 最高级别严格质量测试 • 最佳可靠性设计方案 • 卓越的开关性能 • 增强型碎屑隔离和保护结构 • 完全金属对金属密封 • 科学的材料选择 • 单液压杆式活塞系统 • 整体的上部液压腔，提供业界最高的压力级别
最下部提供的剪切球座，底部为引鞋设计，使得过油管绳缆作业顺利，剪切 后的球座落入井底。
3 MHR 液压永久封隔器完井（带密封插管）
Halliburton MHR 封隔器为液压永久式封隔器，顶部采用密封插 管方式连接。
3.1 完井方案特点：
4) 完全满足普光气田的高酸性气井使用环境要求。 4) 哈里伯顿提供的完井工具，其安全阀和封隔器的技术成熟、先进、可靠、
36.1” 56.08" 33.60" 71.10" 60.00” 18.03" 19.38” 17.1”
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10
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3.4 工具介绍 1) 哈里伯顿流动短节 3-1/2”
流动短节
流动短节对于完井管柱的使用寿命意义重大。其管壁较厚， 对于管柱内由于湍流引起的冲蚀有更好的抵抗作用。针对不同 的井况需要不同长度的流动短节，哈里伯顿公司建议在井下安 全阀、滑套、投捞筒以及其他会引起湍流的井下设备上下都要 安装流动短节。
MHR MHR
XN
材料 INCOLOY
825 Alloy Inconel 718 Inconel 718
Inconel 718
Inconel 718
Inconel 718
Inconel 718
Inconel 718
Inconel 718
最大外径 最小内经 耐压等级
inch
inch
PSI
0.25
0.152 17,000
3
隔器下部，为双活塞设计，增加了活塞面积，降低了坐封压力，保证坐封安全可 靠性。封隔器总成的连接为全金属密封，保证封隔器的气密封性。所配套的锚定 密封总成为插入对接，旋转脱扣，并保证多次使用。其密封件选用为AFLAS，是适 合高H2S和CO2 井况条件，温度可达 204 OC，具有高抗腐蚀性。此封隔器为可钻式 封隔器，卡瓦的制造淬火工艺使得封隔器容易被磨铣掉，封隔器下部配有磨铣延 伸筒，保证封隔器在磨铣后可以被磨铣工具回收回来。同时哈里伯顿和投标商提 供后期的技术支持，为用户提供良好的服务。
采用专利优质 高强度金属密 封连接扣型, 有效实现对高 温高压油气密 封
结构特点 安全阀开启状态下流管运行到最底端时 隔离流体，保护阀瓣 流管上端的清洗孔 流管座上有导向槽
可选择内部活动结构
可选含内涂 Teflon 层的流管
优越性
非常关键技术,在安全阀打开状态下隔离碎屑
避免了流管上方的碎屑堆积 导向槽在安全阀打开过程中允许流体通过的同时最 大程度的保护了流管 如有必要可进行钢丝作业上下活动流管防止永久锁 定常开 防止碎屑堆积和结垢
z 球状阀瓣提供良好的金属对金属面密
封，可靠性很高
z 阀瓣和阀座研磨后成为一对一密封整
体, 具有极高的金属密封性能
z 在出砂环境中做测试超过 API Class
2 级，近 20 次恶劣环境下的测试
z 被国际石油工程界认可的创新技术，
获得 Hart’s E&P 工业创新大奖。见
右图
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上部金属对金属液压密封 （安全阀关闭状态）
中国石油化工股份有限公司
普光气田
哈里伯顿 3-1/2″井下工具
技术协议
中石化普光气田： HALLIBURTON 公司 ：
2007 年 4月 8日
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目录
1. 普光气田的工况环境 2. 完井方案简述 3. MHR 液压永久封隔器完井（带密封插管） 4. 规范和标准 5. 完井工具入井操作步骤 6. 质量控制、保证和承诺 7. 售后服务及验收 8. 到货验收与技术服务 9. 工厂与验收及技术培训 10. 作业工具推荐购买清单 11. 交货时间及包装要求 12. 业绩及资信 附件：Halliburton对管柱的受力计算及分析
优越的密封性 z 极佳的液压传动装置 z 真正的金属对金属阀瓣密封 z 优质本体金属密封连接扣型
A) 极佳的液压传动装置 z 开启/关闭位置完全金属对金属密封 z 活塞杆尺寸设计能承受最大强度 z 上部接头整体构造使液压腔等级增强 z 绝大多数的尺寸和压力等级都有相配
的产品
B) 真正的金属对金属阀瓣密封
非弹性件动态密封
下部金属对金属液压密封 (安全阀打开状态)
独具专利球面密封 结构，是目前最理 想阀瓣金属对金属 密封
C) 优质金属密封连接扣型 z 上下本体扣型均采用专利优质高强度金属密封连接扣 型, 有效实现对高温高压油气密封.
D)下端隔离，保护阀瓣 z 金属对金属的底部截止密封 z 安全阀开启状态下完全隔离阀瓣 z 防止流体侵蚀接触阀瓣， z 流体流动状态下完全保护阀瓣
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1 普光气田的工况环境
井深（m） 地层温度（℃） 地层压力（MPa） 井口流动温度（℃） 井口流动压力（MPa） H2S 含量（%） CO2 含量（%） 氯根含量（ppm） PH 值
5000～6100 120-134 55-57 50-70 20-40 12-18 8-12
最大（Max）100000 3.0
3
1
HYDRAULIC CONTROL LINE, 1/4"X
0.049 500 FEET 液控管线
1/4"
0.152" 300ft
2
Control line Protector 液控管线保护器 --
--
--
4
3
4 3
5
5 6
6 7
7
8
9 8
10
Halliburton Flow Coupling 流动短节 3 ½” -9.2 VAM-TOP B-P
– 120 次在沙浆中紧急关闭测试，大大超过 API（美国石油工程协会）14A 标 准只要求 7 次
– 安全阀本体上，HST 专利金属密封接扣设计，都是经过严格测试，完全符合 工作性能和要求。
– 全部四种测试，抗内挤、抗外挤、抗拉伸、 抗压缩 – 率先具备 API 14A （ISO 10432）和特殊的 Rogaland 测试的标准