新型环空测试工艺管柱研制

于洋洋，高 翔，刘宇飞

（冀东油田钻采工艺研究院，河北唐山063000）



新型环空测试工艺管柱研制

于洋洋，高 翔，刘宇飞

（冀东油田钻采工艺研究院，河北唐山063000）

摘要：针对环空测试工艺技术出现电缆缠绕、“月牙形”空间不足、偏心井口反弹等问题，设计了小油管环空测试工艺管柱，并研发了3种配套工具，特别是井下油管旋转器，有效解决了斜井管柱转不动的问题。

关键词：环空测试；管柱；井下油管旋转器；斜井

环空测试是生产测井和试井中的一种特殊工艺，早在20世纪60年代初，苏美二国就开始此项研究，并得到迅速发展［1-2］。但环空测井存在电缆或钢丝缠绕油管的问题，解缠方法是采用转井口，或是采用作业机提井口方法［3-4］。这2种方法在直井操作没有问题，但是在深斜井却很难实现，首先随着井深的增加，管柱变长，管柱自身的重力成倍增加；另外，随着井斜角的增大，造成管柱根本无法转动或是转动后反弹，达不到环空测试的要求。本文着重讲述一种新的环空测试工艺管柱，设计了多种配套工具，可满足环空测试的要求［5-6］。

1 环空测试电缆缠绕机理

在环空测试起下井下仪器的过程中，电缆穿越“月牙形”环空截面的窄缝，而使测井电缆和井下仪器分别置于油管柱两侧的现象称为电缆绕油管，简称缠绕［7］，如图1所示。

图1　环空测试工艺电缆缠绕示意

电缆缠绕油管大多在井底发生，当电缆过管柱底部导锥后开始缠绕油管时，由于油管柱较长，电缆缠绕形成的螺距较大，起升时阻力不大，操作人员一时难以发现。随着电缆的提升，缠绕螺距越来越小，起至井口附近，电缆越过每个油管接箍时阻力较大。仪器提升至离井口10 m左右时，仪器不能越过窄缝，从而使井下仪器无法起出井筒，这就是电缆缠绕的结果。

2 新型测试管柱

根据环空测试电缆缠绕的机理设计了独特的举升工艺管柱结构（如图2），适合在斜井上使用。举升管柱采用Ø60.3mm（2英寸）油管，接箍外径Ø77mm，同时配套小直径配套工具，保障整个管柱最大投影直径为Ø77mm，以增加偏心的油管柱与套管之间形成的“月牙形”环空截面积，降低电缆缠绕油管的概率，提高环空测试的成功率。另外，研制了井下油管旋转器，该工具为该管柱的核心结构，安装在直井段位置，当电缆缠绕油管时，通过该工具实现管柱上下相对转动，保障电缆顺利解缠。

图2　新型环空测试管柱结构

3 配套工具研制

3.1 井下油管旋转器

当电缆缠绕油管时，仪器提升至离井口10 m左右时，才开始转油管解缠。对于斜井，由于井斜的原因要转动整个管柱是很困难的，因此，考虑让上部油管转动，下部管柱可不转，保证缠绕段油管正常旋转。根据这一思路，设计了井下油管旋转器，结构如图3所示。该工具外径Ø83mm，内径Ø50mm，满足500 k N抗拉强度及15MPa密封要求，能够长时间承受20～30 k N交变载荷而不发生疲劳变形。

图3　井下油管旋转器结构

3.2 小直径抽油泵

目前，国内主流管式泵外观尺寸基本一致，两端连接部分最大外径Ø89mm，泵筒泵体外径Ø57mm，这种两端粗中间细的结构，当测试仪器从旁边通过时极易造成电缆缠绕。为此，对目前的抽油泵外观尺寸进行了改进，两端全部改为60.3mm（2英寸）加厚扣型，方便与小直径管柱连接，接箍外径Ø77mm，另外在泵筒外部加1个套筒，本体直径达到Ø70mm，减小了泵筒本体与接箍的直径差，降低斜井中电缆缠绕油管的概率。完成了38mm和44mm 2种规格抽油泵的改进工作。

3.3 小直径定压泄油器

有杆泵配套的泄油器尺寸都超过100mm，完全不能满足环空测试的需要，重新设计了尺寸小、操作简单的泄油器（如图4所示），主要由泄油器本体、滑套、剪钉等组成。起出柱塞后依靠油管正加压打开泄油器，打开压力由剪钉材质及直径决定，通过室内试验及考虑抽油机井工作时压力波动的影响，最终确定采用45号钢，4个销钉结构，打开压力为31 ～34MPa，最大外径Ø77mm。

图4　小直径定压泄油器

4 现场试验情况

2014年，分别在G76-47和G75-1井进行了现场试验，2口井均为Ø139.7mm套管，其中G76-47 井900 m开始造斜，最大井斜角20°，泵挂位置1 800 m，井下油管旋转器安装在500 m位置；G75-1 井990 m开始造斜，最大井斜角17°，下入Ø44mm小直径抽油泵，泵挂位置1 500 m，井下油管旋转器安装在300 m位置。

2口井在测试前均对偏心井口进行了转动，分别正转和反转2周，井口无反弹现象，随即进行了环空产液剖面测试。测试仪器外径Ø26mm，G76-47井第1次尝试下入1 000 m，能够顺利起下；第2次直接下入油层部位顺利完成测试，起出过程中出现电缆缠绕现象，在距离井口约50 m位置时电缆阻力明显增大，通过不断正反转井口，摸索出缠绕方向后实现解缠。

G75-1井井斜角相对较小，1次即顺利完成测试。测试完成后2口井均正常生产，泵效分别为57%和56%，已正常生产1 a，目前继续有效，显示了其配套工具的可靠性。

5 结论

2） 在斜井中配套井下油管旋转器，实现管柱上下相对转动，能够顺利解缠。

参考文献：

［1］ 王乾.环空测试中电缆缠绕油管的分析与排除［J］.测井技术，1993，17（3）：233-235.

［2］ 李灵芝，尹必香.大斜度井环空测试技术的研究与应用［J］.西部探矿工程，2004（11）：56-58.

［3］ 赵强，沈启南.产液剖面测井技术在碳酸盐油田的应用［J］.石油仪器，2006，20（2）：75-80.

［4］ 孙文杰，王睿.产液剖面测井仪在辽河油田的应用［J］.测井技术，1999，23（增刊）：508-510.

［5］ 王成荣，金振汉.吐哈油田鲁克沁深层稠油井产液剖面测井技术［J］.石油仪器，2010，24（5）：64-70.

［6］ 张宝辉.变排量抽汲测试测取产液剖面技术［J］.石油钻采工艺，2010，24（5）：64-70.

［7］ 王金兴，唐洛.产液剖面在特高含水生产井中的测井应用［J］.石油地质与工程，2012，26（2）：131-135.

NeW Annulus Testing Pipe String Development

YU Yangyang，GAO Xiang，LIU YUfei
（Production ɑnd Drilling Technoloy Reseɑrch Institute of Jidong Oilfield，Tɑngshɑn 063000，Chinɑ）

Abstract：A nnulus logging technology has the following advantage，less working procedure，high data accuracy，so it was favored by the oilfield. With the develop ment of oilfield，but with the increase of the deepening of oilfield develop ment and deep deviated well，the inadaptability of the annulus test technology iSGradually emerging，cable winding has appeared，a crescent shaped space is insufficient，decentralized wellhead rebound and other issues. To solve these problems，small tubing ring em pty testing pipe string was designed，and three kinds of supporting tools are researched，especially the dow nhole tubing rotator，effective solve the pipe string rotation problems in deviated well.

Key Words：annulus testing；pipe string；dow nhole tubing rotator；inclined well

作者简介：于洋洋（1983-），男，河南洛阳人，硕士，主要从事举升技术研究，E-mail：zcy_yuyy @ petrochina.com.cn。

收稿日期：2015-07-20

文章编号：1001-3482（2016）01-0091-03

中图分类号：T E931.2

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1001-3482.2016.01.021