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液压安全接头的研制与应用

2018-05-14刘敬党

科技风 2018年10期
关键词:液压应用

摘要:在油田油水井打捞施工中,有时无法判断井下落物是否被卡时,在打捞钻具上部必须加装安全接头,以保证钻具的安全性,目前使用的安全接头因为种种弊端而不被现场技术人员所使用,给打捞工作带来较大隐患,因此设计这种液压安全接头。该工具主要由上接头;过流水眼;缸体;密封胶圈;中心管;扭矩活塞;下接头组成。现场应用灵活可靠,解决了以往安全接头的弊端,有效保证了钻具的安全性,提高了施工效率。

关键词:液压;安全接头;应用

在油田井下落物打捞过程中,有些落物无法判断在井下是否被卡,因此在打捞工具的上部连接安全接头,可以有效防止在捞获后解卡不成功的情况下安全退出钻具。而目前使用的安全接头,由于种种不良因素,而不被现场技术人员所应用,比如出现下钻过程中由于井下套管扭曲,产生扭矩经常使钻具在安全接头部位脱开而使打捞工具落井;有的在捞获后不能倒扣;有时钻具造扣反劲易使安全接头倒开;有的在造扣旋转等施工中出现安全接头“飞边”现象使打捞工具落井等等。而安全接头是有效避免井下复杂工序的重要工具,目前很多打捞类工具不具备在捞获后不能解卡的情况下退出的功能,因此设计这种液压安全接头,可以有效杜绝以上不利因素的发生,而且避免了井下事故的发生,极大的减少了不必要的复杂施工工序。

一、结构原理

该工具主要由:上接头;缸体;密封胶圈;中心管;扭矩活塞;下接头组成。

1—上接头;2—缸体;3、7、11—过流水眼;4、6、8、12—密封胶圈;

5—中心管;9—扭矩活塞;10—下接头;

液压安全接头

二、工作原理

将液压安全接头连接在打捞工具的上部,上部连接钻杆下入井内,在旋转工序施工时,扭矩活塞处于下部位置,扭矩活塞的花键同下接头的花键套配合,可以完成各种旋转施工工序;在打捞成功后不能解卡的情况下,投球,使钢球落在下接头的球座上,开泵打压泵压升高,循环液从扭矩活塞的过流水眼进入液缸内腔,推动扭矩活塞上行,当到达液缸顶部时,底部过流水眼露出,安全接头自动泄压,而此时扭矩活塞底部的花键正好脱离开下接头的花键套,此时转动钻具即可安全脱开。

适用范围及技术参数:

液压安全接头分两种规格,一种27/8IF和一种31/2IF,27/8IF外形尺寸Ф105mm*480mm;31/2IF外形尺寸Ф121*480mm;材料选用40 CrMo,调质处理,硬度达到HRC5055;

优点及创新点:

(1)液压安全接头未工作时可以完成钻具正反转施工,而不脱开。

(2)钻具造扣时反劲不易将安全接头倒开。

(3)传递扭矩大,安全性能高。

(4)可对落鱼部位的环空进行冲洗。

(5)能有效保证钻具的安全性。

(6)操作灵活可靠,工人易于掌握。

三、现场应用情况

锦4526173为辽河油田一口大修井,人工井底1164.0m,Ф177.8mm套管*1173.62m,该井套变1032.32m,水泥塞1067m,油层1033.1m1060.5m;21.8m/4,落鱼在套变以下深度不详,鱼顶为4寸隔热管接箍,底部2根4寸隔热管下部带Ф152mm密封头1个。该井施工要求修套,打捞落物后进行套管补贴。大修上修后进行打印、修套,打捞下部隔热管时,由于考虑到底部两根隔热管是否被卡,采用带水眼滑块上部连接液压安全接头进行打捞,顶部为27/8正扣钻杆,当冲洗打捞成功后,上提活动90T未能解卡,投球打压,当泵压升至7 Mpa时,压力突然降至5 Mpa,证明扭矩活塞上行,扭矩活塞花键同下接头花键套分离,上提悬重正转钻具20圈,上提钻具悬重正常,起出发现倒开安全接头,后上反扣钻杆,采用母锥倒出隔热管1根底带接箍,下套铣筒套铣,后又下21/2寸滑块上部连接液压安全接头打捞一次成功。海南1818井是辽河油田一口大修井,井内存在电缆及炮弹,底部落鱼有封隔器及4寸隔热管1根,要求捞出井内落物。施工中采用外钩捞出井内电缆,下带水眼的21/2寸滑块捞矛,下至鱼顶冲洗打捞,捞获后活动解卡70吨解开,上提钻具20米卡钻,80吨反复活动无效,投球打压,泵压由9 Mpa突然降至6Mpa循环正常,活动钻具解卡负荷正常,起出全部捞出落物。施工现场多次使用,深受广大技术人员好评。

四、注意事项

这种液压安全接头在打捞钻具中使用时,一定要注意循环冲洗过程中不能蹩压,若蹩压则液压安全接头不用投球,即可使扭矩活塞上行,扭矩活塞花键同下接头花键套分离,这时安全接头达到倒开的条件,转动钻具即可倒开,因而要注意施工时循环泵压的变化情况,一旦泵压下降,即不可同钻具扣型方向转动施工;另外在使用不带水眼的打捞工具时,可不用投球,若想倒开钻具,直接打压,待压力突然下降正常循环即可。

[HTH]五、结论[HT]

(1)液压安全接头安全性能强,操作灵活方便。

(2)可有效保证下井钻具的安全性。

(3)使用這种液压安全接头,钻具可进行正反转施工。

参考文献:

[1]赵金洲,张桂林主编.钻井工程技术手册,北京:中国石化出版社,20044:906909.

作者简介:刘敬党(1969),男,本科,工程师,大庆石油学院,一直从事修井作业技术工作,现辽河油田锦州工程技术处技术负责人。

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