螺杆泵井环保多功能防喷油管锚应用效果评价

冷德富（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

螺杆泵井环保多功能防喷油管锚应用效果评价

冷德富（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

机采井作业施工过程中，由于井口控制难度大，采出液和压井泥浆易从井筒中排出地面污染环境。井下丢手防喷技术是解决上述问题的有效手段，但螺杆泵井丢手防喷技术捅活门与锚定动作互相干扰，操作复杂，同时油管弯曲易使杆管偏磨，为此研发了环保多功能防喷锚定一体化管柱。该环保多功能防喷油管锚具有结构简单、操作方便、功能多、密封性好的特点；一趟管柱可实现防喷作业和管柱锚定功能，二次作业达到不压井作业，减少了泥浆对地层的影响和落地油水对地面的污染，实现绿色环保作业。

机采井螺杆泵防喷锚环保

井控技术是保证作业施工顺利进行的关键技术之一，井控技术能力也决定了安全和环保的水平［1］。随着井控、安全环保意识的提高，修井作业中对不压井作业技术也提出了更高的要求。在油田修井作业中，作业时采取压井作业，不仅影响了作业周期，浪费了作业成本，而且容易造成地层污染，有的井甚至存在压死的情况［2］。为此，研发应用环保多功能防喷油管锚，实现二次作业达到不压井作业，减少泥浆对地层的影响和落地油水对地面污染的影响，很好地解决了油层保护和安全清洁生产的问题。

1　螺杆泵井泥浆压井基本情况

1.1压井的作用

压井是为了平衡地层压力，防止井喷现象的发生。但是对于低压井，在常规压井作业中易出现地面环境污染问题；而对于中高压井，采用常规压井作业易导致压井液污染地层、破坏地层压力场、降低生产效益等危害［3］。

1.2压井现状

以大庆油田第三采油厂为例，2013年螺杆泵井泥浆压井276井次，占同期作业井数的46.8%；统计近两年机采井泥浆压井作业前后生产情况，压井导致产量下降的有13口井，这部分井需要生产一段时间后产量恢复，恢复期为35天，说明压井后产生了危害。

2　防喷油管锚技术原理

该技术是一种丢手防喷技术，将防喷功能和锚定功能集成在一套工艺管柱上，解决螺杆泵井管柱锚定问题和作业防喷问题。丢手封隔器与滑套活门配合，悬挂在油层之上实现防喷功能。螺杆泵管柱底部连接通杆，完井时捅开滑套活门实现生产，同时通杆与封隔器互相配合，实现管柱锚定作用。该螺杆泵井环保多功能管柱具有防喷功能，可配合螺杆泵井的不压井作业施工。而且增设了防转机构，取代了螺杆泵井原有的专用油管锚，实现了螺杆泵井作业施工时防喷与锚定合二为一的功效。同时，该工具利用键和槽配合的原理克服以往锚定工具容易造成油管弯曲的不利影响，降低了螺杆泵井偏磨概率的发生［4］。

螺杆泵防喷锚定一体化工艺管柱主要由防转空心桥塞、多功能底阀、自扶正防转开关阀通具等配套工具组成（图1）。采用丢手防喷方式，通过泵下部的捅杆打开或关闭井下开关。当捅杆插入丢手管柱后，捅杆上的花键也进入丢手封隔器中心管上的键槽，实现生产管柱防转。

1）防转机构：空心桥塞与通杆采用键槽连接，传递扭矩（图2）。

2）空心桥塞卡瓦牙采用横、竖牙型各一组（两对），用于管柱的锚定、防转。该卡瓦牙采用内置式设计，中途坐封的可能性小，保证管柱上下不能串动的同时又增加径向防转锚定（图3）。

图1　螺杆泵井不压井环保作业技术示意图

图2　防转空心桥塞、自扶正防转开关阀通具配合

图3　改进后的防转空心桥塞卡瓦牙形状

3　应用效果

该螺杆泵不压井管柱在前期试验过程中发现有2口井出现防喷锚下移的情况，针对这一情况将工具进行了改进：

1）对工具进行优化结构处理，将卡瓦设计在上端，胶筒设计在下端，送封工具设计在工具最下端。坐封时活塞由下向上推动工具坐封，当工具形成粗密封时，底压促进工具进一步封隔、锚定，提高工具下井成功率。

2）工具改为上提丢手，上提丢手不受坐封压力的影响，直至工具坐封可靠为止。改进后防转空心桥塞见图4。

图4　改进后防转空心桥塞

目前该工具现场已累计下井应用39套。下入不压井管柱的螺杆泵井均为KGLB800以上的大排量螺杆泵，在作业时起原井过程中均有不同程度的喷势，需要泥浆压井施工。应用新型螺杆泵防转不压井作业管柱经过释放过程、试捅活门、验封打捞过程均未出现异常情况，能够实现不同过程的施工要求，解决了螺杆泵井不压井作业施工的难题。目前，有25口井进行了二次检泵作业，21口井在起原井管柱时，井口均无溢流，实现了二次检泵不压井的目的。有4口井起原井管柱时有溢流，但不影响施工，达到了不压井的目的。

4　结论及认识

1）螺杆泵井防喷锚定一体化管柱将防喷功能和锚定功能集于一体，一趟丢手管柱可同时实现防喷和生产管柱防转功能，简化了施工操作，节省作业时间和费用。

2）螺杆泵井防喷锚定一体化管柱实现生产管柱防转，避免了支撑式螺杆泵油管锚坐封后油管弯曲的问题，可以达到防偏磨目的。

3）螺杆泵井防喷锚定一体化管柱在结构上进行了较大的改进和创新，可以实现二次作业施工防喷功能，密封效果好，生产管柱自由调节距离达到1m，配管柱和锚定操作简单，具有很好的应用前景。

［1］万仁溥，罗英俊.采油技术手册［M］.3版.北京：石油工业出版社，2005：91-120.

［2］陈涛平.石油工程［M］.2版.北京：石油工业出版社，2011：50-74.

［3］吴奇.井下作业监督［M］.3版.北京：石油工业出版社，2014：32-46.

［4］韩修廷.螺杆泵采油原理及应用［M］.北京：石油工业出版社，2007：236-251.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.005.016

2014-11-20）

冷德富，工程师，2008年毕业于大庆石油学院（油气田开发工程专业），从事聚驱机采井动态分析工作，E-mail：dfleng@petrochina.com.cn，地址：黑龙江省大庆油田有限责任公司第三采油厂工程技术大队，163000。