用于水平井的液压丢手尾管悬挂器

张东亭等

摘 要：目前国内水平井筛管防砂完井工艺技术，普遍应用固井悬挂器加裸眼封隔器完井，用来实现悬挂筛管、密封筛套环空。完井管柱在下入过程中，若遇到特殊情况，中途坐挂则无法解封，至使完井工艺不完善。针对水平井筛管完井工艺特点，研制了Y245-152型水平井液压丢手尾管悬挂器，在大港油田、冀东油田及苏丹六区的75口水平井筛管完井中使用，成功率100%。本文对该工具的结构、原理及现场实用进行介绍。

关键词：水平井；悬挂器；筛管完井；结构设计；现场应用

前言

水平井完井技术是作为油藏工程和钻井工程、采油工程的桥梁。为了实现保护油气层，各油田对部分区块采用水平井油层专打技术，把技术套管下到油层顶部固井后，然后采用与地层匹配的完井工作液打开油气层。再根据油层的出砂情况选择完井筛管，实现悬挂筛管完井作业。为了有效的保护油气层，采用一种与地层相匹配的清洗液、酸液对油层、筛管进行循环洗井，保护油气层。

原有的固井悬挂器加裸眼封隔器及配套工具组合，实现悬挂筛管和密封油套环空，工序繁琐。因此，迫切需要研发一套与之相适应的水平井液压丢手尾管悬挂器。

本文针对水平井悬挂筛管完井工艺特点，研发了Y245-152型水平井液压丢手尾管悬挂器，简化施工程序，满足了水平井悬挂筛管完井工艺的需要。

1.设计原理及技术参数

Y245-152型水平井液压丢手尾管悬挂器是：（以下简称“尾管懸挂器”）设计的指导是吸收总结国内外同类产品先进技术及成功经验，力求在结构上合理，机械性能灵活，机械强度安全可靠。保证在水平井中使用，能下得去、封得住、挂得住、丢得开，捞得出。

1.1常规固井悬挂器的丢手在水平井中使用存在的问题

（1）悬挂器，仅仅依靠剪切销钉起保护作用不十分可靠。由于刚体与套管内壁摩擦易将销钉剪断，造成固井悬挂器误坐挂。

（2）固井悬挂器必须与管外封隔器组合实用，而且悬挂器无解封装置，一旦遇到特殊情况，中途坐挂，无法解封，难以处理。

（3）丢手滑套均采用正滑套，若遇到复杂情况，悬挂器在下入过程中没等投球憋压可

能坐挂或丢手，影响完井工程顺利实施。

1.2悬挂器特点

（1）采用锁块锁紧机构起安全保护作用，确保悬挂器工作前各部件与中心管牢牢锁为一体。无论是顿撞井口，还是钢体与套管内壁摩擦，都不能使各部件发生任何运动而引起悬挂器在下井过程中发生误坐现象；

（2）选用倒齿马牙机构，锁紧胶筒、卡瓦，工作状态不回弹；

（3）丢手采用液压和倒扣双保险，保证了施工的安全可靠性；

（4）具有解封装置，便于打捞。

1.3主要技术参数

悬挂器总长：3006mm、 悬挂器最大外径：Ф152mm、 悬挂器最小通径：Ф86mm、

解锁压力： 8MPa、坐封压力：18MPa 、解封负荷：250-300kN、工作温度： 150℃、

最大工作压力：35MPa、 适用套管内径： Ф157-Ф161mm、 适应井斜：0°～ 90°、

悬挂尾管：≤1200m。

2.结构及工作原理

2.1悬挂器结构

悬挂器主要有：丢手装置、密封机构、控制锁装置、锚定装置、解封装置等部分组成。

2.2悬挂器工作原理

（1）下入：按施工设计配好管串及配套工具，依次下入井筒内。

（2）坐封：悬挂器下入设计位置，钻柱内憋压8-18MPa，压力作用在控制锁活塞上，剪断销钉，打开控制锁，卡瓦在压力张开并且咬定套管内壁，压缩封隔件锁定在工作状态。达到封隔环空、锚定悬挂的目的。

（3）丢手：悬挂器坐封试压合格后，钻柱内再继续憋压20-25MPa，压力作用在面积差倒滑套上剪断销钉，锁块脱离约束，达到丢手的目的，即可完井。

（4）解封：若生产需要打捞时，下入与悬挂器匹配的捞矛，捞住悬挂器内壁，上提管柱剪断解封剪环，即可解封，顺利]提出悬挂器及以下管柱。

整个工作程序简单合理，安全可靠，施工人员易掌握。

3.现场应用效果

该悬挂器针对油层专打水平井筛管完井工艺特点，研制了水平井液压丢手尾管悬挂器。在悬挂筛管完井施工中，下一趟管柱即可完成替泥浆、酸洗及坐挂、密封环空、丢手等工艺。且悬挂器具有解封装置，若中途坐挂，上提钻柱即可解封悬挂器，将管柱提出。该技术解决了水平井筛管完井工艺中的生产难题，取得了良好的效果，形成了一整套水平井筛管完井工艺技术。达到了国际同类产品水平。在大港油田、冀东油田及苏丹六区的75口水平井筛管完井中使用，成功率100%。因生产需要捞出3口井，解封成功率100%。最大下入井深3825.63m，悬挂器下入深度3323.41m，悬挂尾管502.22 m，尾管重合段仅有17.41m，悬挂处最大井斜角为90.2°等多项先进技术指标，创产值尽亿元。

综上所述，实用水平井的液压丢手尾管悬挂器，下一趟钻柱即可实现替泥浆、酸洗油层，又可悬挂筛管、密封环空。其经济效益和社会效益明显，是水平井悬挂筛管完井工艺中的理想工具之一，对水平井筛管完井工艺具有重要推动作用。

参考文献：

[1]周全兴主编.钻采工具手册（上）.科学出版社，2000

[2]张绍槐等.21世纪中国钻井技术发展与创新.石油学报，2001.第6期.

[3]刘崇建，黄柏宗等编著.油气井注水泥理论与应用.北京：石油工业出版社，2001

作者简介：

张东亭，（1958.12-），男，毕业石油大学（华东）钻井工程。1982年至今多年从事采油机具、完井机具研究及现场实施，高级工程师，大港油田公司工具专家。