丢手堵水采油一体化技术研究应用

张亮

（中国石化河南油田分公司采油一厂，河南 桐柏 474780）

丢手堵水采油一体化技术实现一趟管柱完成了丢手、堵水和采油，减化了管柱，提高作业效率。该管柱能分别对底部封隔器和上部封隔器进行验封，保证了整个管柱密封的可靠性。该管柱在丢手前可实现液流可从上向下流动，能进行试压、挤化学药剂等施工。

一、丢手堵水采油一体化管柱配套工具研制

1．固定阀顶托器结构：上接头、下接头、中间接头、复位弹簧、顶托杆、固定螺母、扶正块、密封圈、凡尔球等组成。

工作原理：固定阀顶托器通过上接头与抽油泵联在一起，在弹簧力的作用下，顶托杆顶开凡尔球，这样，就可从油管打压，液流从抽油泵固定阀流经顶托器，然后到封隔器，加压使封隔器坐封，再正转管柱丢手，中间接头与下接头脱开，顶托杆在弹力作用下下行，凡尔球落在凡尔座上，这样抽油泵在柱塞的作用下可正常工作。

固定阀顶托器主要由上接头、顶杆、档环、中间接头、密封圈、弹簧、扶正套、下接头组成，如图2，通过上接头3与抽油泵固定阀相连，调整顶杆2上螺纹改变顶杆伸出的长度，使顶杆2固定阀内顶开阀球，此时，弹簧8在中间接头5内台阶和下接头10缩颈斜坡下处于压缩状态，下接头10下接液压封隔器。当封隔器下到目标层位后，液压通过油管及抽油泵和固定阀阀球顶托器到达封隔器，使封隔器坐封。然后在井口正转油管，使中间接头5和下接头10的反向丝扣脱扣，实现在中间接头5和下接头10之间管柱丢手，弹簧8伸长，带动顶杆2、档环4下行，阀球1回落坐在阀尔座上，档环4下落在中间接头5的内台阶上，抽油泵可正常工作。需要打捞时，下专用工具，通过与下接头10外壁上的丝扣对扣打捞。

2．Y441-114封隔器

Y441-114封隔器是一种液压式整体卡瓦可取式封隔器(见图2-23)，主要由上接头、接箍、中心管、胶筒、活塞套、下活塞、锥体、卡瓦、下接头等构成，它纯粹依靠液压坐封，可一个或多个一起下入井中。特别适合于机械坐封不适宜下入的斜井中。该封隔器的密封系统下由两种硬度的三节胶筒组成，位于密封系统下的双向整体卡瓦坐封坚固，可承受上下的高压差。

该封隔器的坐封原理是：向油管内打压，下活塞在液压的推动下向下移动以撑开卡瓦坐封在套管上，同时上活塞向上移动压缩胶筒以使胶筒撑开，并将全部的液压力都作用在胶筒和卡瓦上，以确保卡瓦的锚定和胶筒的密封；棘轮锁环装置将锁紧和保持坐封力，以使卡瓦和胶筒坐封有效。

该封隔器的解封原理是：上提管柱，剪断预先设定剪切力的剪切螺母，区内有一个压力平衡阀，在解封过程中该阀自动打开以平衡内外压力并使得油管和套管的之间的液体可相互流动，持续上提将使封隔器外围部件松动达到一种完全放松的状态，锁环释放，中心管上移，带动上锥体上移，卡瓦回收。

3．泄压球座

泄压球座主要由上接头，钢球，密封圈，滑套，剪钉，凡尔，锁钉，弹簧，下接头构成。该工具接在井下封隔器管柱未端，坐封时，投入钢球打压，滑套剪断剪钉下行，滑套与下接头构成的环形空间的水通过旁通孔推开凡尔进入油套空间，如果坐封球座外部压力大于内部压力时，凡尔弹簧的作用下关闭旁通孔，保证了管柱密封的可靠性，封隔器可顺利坐封。避免了普通球座当下层压力高于上层时，液流就会推开球座上的球进入上部管内，甚至发生井涌或井喷等复杂情况。

4．丢手装置

丢手装置主要由上接头、紧定螺钉、密封圈、套罩、捞爪、中心管、下接头构成。上接头下端通过丝扣与套罩相连，套罩外壁打上紧定螺钉防止上接头与套罩脱扣。套罩下面有一倒锥面，装入套罩内的四瓣剖分式捞爪外锥面与其吻合，捞爪内孔有锯齿形牙齿，其与中心管上端锯齿形牙齿相咬合。中心管上端与上接头之间装有二道“O”形密封圈，中心管下端通过丝扣与油管下接头相连。

现场实施过程：井口用液压钳正转油管，油管带动上接头（1），上接头（1）内的捞爪（5）中心管（6）脱开，上接头（1）、套罩（4）、捞爪（5）随油管起出，中心管（6）和下接头（7）留井内。打捞时，下入上接头（1）、套罩（4）和捞爪（5）捞爪（5），当快到鱼顶时，缓慢下放管柱，捞爪（5）在套罩（4）内上行，加压20KN左右，捞爪（5）上四瓣剖分式锯齿形牙齿张开，抓住中心管（6）上端锯齿形牙齿，管柱上提，捞爪（5）在套罩（4）内下行，捞爪（5）上四瓣剖分式锯齿形牙齿收缩，与中心管（6）上端锯齿形牙齿咬合，上提管柱，丢手装置全部取出。

特点：机械右旋丢手，改变常规液压丢手方式，操作简单省事；下入上部打捞，安全可靠。

二、 现场应用

在双河油田双H2213井上进行试验，地质上要求对该井Ⅱ4/Ⅲ1-2分层测压，测压合格后，完井封Ⅱ40-4，采Ⅲ11-321，下56mm泵，泵深1450米（由于该井负荷重，检泵周期短，建议简化管柱）。经测试队测压合格，刺丈配油管，下入丢手堵水采油一体化管柱，缓慢匀速平稳下放管柱，调整封隔器至设计深度后，从油管缓慢升压到8MPa、稳压5分钟，坐封Y341-114封隔器，再从套管打压5MPa，观察油管是否返液，验证Y341-114封隔器密封性，无返液，说明Y341-114封隔器密封良好[3]；然后再从油管缓慢升压到15MPa、20 MPa，各压力点稳压5分钟，完成Y445-114封隔器坐封，再正转油管15圈完成管柱丢手，上提管柱到1450m。下入活塞开抽，抽油泵稳压、泵效正常，经过一年的正常生产后，又进行了第二批10口井试验，下井成功，生产可靠，抽油泵生产周期正常，2018年开始大批量推广，成功率达到了100%。

截至2018年12月，共完成H2213、H8-108、双T5-166、双K475、双K3304、下D5-343、双K4513、下T10-236、H144、赵泌73-1共12井次施工，工艺成功率100%。

三、经济效益

投入：每口井新增加工具费用0.3万元；

产出：1、每口井减少一趟完井及试压管柱作业费用3万元；

2、每口井减少占产一天，创效1.6×1822X0.96=0.3668万元；

创效=产出-投入=（0.3668+3-0.3）*12=36.8万元。

四、 结论与建议

丢手堵水采油一体化技术实现一趟管柱完成了堵水和采油，工艺简单实用，既减化了管柱，又减少了作业强度和作业费用，可大量推广应用。固定阀顶托器在不改变抽油泵结构的情况下，液流可从上向下流动，能实现对管柱试压验封、挤化学药剂等施工。