□ 何莎莎 □ 陈晓军 □ 米凯夫 □ 李 萌 □ 王洋绅 □ 王兴燕

中国石油集团工程技术研究院北京石油机械有限公司 北京 102206

1 设计背景

随着带压作业增多，特别是气井的带压作业需求增多，作业的配套装备需求也逐渐增多。带压作业的关键技术是井下压力控制，带压作业装备井口防喷装置可以实现油气管、套管之间环形空间的压力控制，因此油气管内腔的压力控制成为带压作业关键技术中的关键。目前，国内带压作业装备生产企业主要针对油水井带压作业［1-5］，装备性能还无法完全满足气井带压作业的需求，在管柱内封堵工具方面几乎完全依赖进口。为了打破对国外技术的依赖，笔者设计了一种稳定可靠、能承受70 MPa高压的管柱内封堵工具。

2 结构设计

管柱内封堵工具结构如图1所示，主要由工作筒、堵塞器本体和P型杆组件三部分组成。工作筒上下为标准油管螺纹，内有与卡瓦配合的键槽。堵塞器本体由阀帽、密封圈、衬管、卡瓦套、卡瓦、片簧、滑套和上接头组成。堵塞器本体的阀帽有四个泄压孔，下放时能保持上下压力平衡，保证卡瓦在预定位置张开锚定在工作筒内，堵塞器本体实物如图2所示。P型杆组件由压帽、密封圈和P型杆组成，P型杆组件实物如图3所示。

密封性能主要取决于工具的密封结构。常规的内封堵工具只能达到35 MPa的密封能力，抗压能力弱，对气井的效果有限，易在作业过程中发生泄漏［6］。笔者针对内封堵工具的密封性要求，研制了多级组合密封圈，采用60°和90°V形密封圈配合使用。……