探討膨脹式尾管懸掛器技術在尾管固井中的應用

謝果任虹宇（.中國石油西南油氣田分公司工程技術研究院， 四川 廣漢 68300；.中國石油西南管道德宏輸油氣分公司， 云南 芒市 678400）

探討膨脹式尾管懸掛器技術在尾管固井中的應用

謝果1任虹宇2（1.中國石油西南油氣田分公司工程技術研究院， 四川 廣漢 618300；2.中國石油西南管道德宏輸油氣分公司， 云南 芒市 678400）

為了解決固井施工過程中風險較高，施工困難和施工復雜等問題，開發了一種新型的懸掛器，即：膨脹式尾管懸掛器，此技術不僅有效的保證了固井質量，而且有利于固井后期的開采。隨著膨脹管技術的廣泛使用，膨脹式尾管懸掛器以其簡單的施工工藝、安全度較高等特性被普遍應用于在固井施工中。

尾管固井；膨脹式尾管懸掛器；技術應用

固井作業失敗的原因就是尾管懸掛器系統的失效，很多固井施工中都使用的是傳統的卡瓦式尾管懸掛器進行操作，雖然此技術使用成本低，但不能更好的保障固井施工的質量。隨著膨脹式尾管懸掛器固井技術開發和應用，解決了尾管頂部的封固質量差以及固井作業中的環空漏氣等現象，彌補了傳統固井施工中出現的問題，在固井作業領域里普遍的認可。

1 膨脹式尾管懸掛器的原理及特性

（1）工作原理 膨脹式尾管懸掛器是利用膨脹管的金屬可塑性，通過對膨脹本體進行膨脹，使得懸掛器本體膨脹之變形區形成永久變形的過程。

（2）技術特性①比普通尾管頂部封隔器的密封橡膠帶更長，提高了懸掛器和套管的環空封隔質量。②為防止懸掛器入井時的磕碰損壞，減少了外露的零件，除去了有卡瓦和錐套存在而出現的曲折環空流道。 ③清除了普通尾管懸掛器潛在的漏失通道，使得懸掛器本體的抗壓能力提高和尾管頂部的密封性能。④除去了普通尾管懸掛器存在的坐掛后卡瓦處高應力集中區，降低了卡瓦對上層套管的損壞，增強了坐掛機構對上層套管的適應性能。 ⑤比普通懸掛器更強的尾管下入能力，從而縮短了施工進度。⑥膨脹式尾管懸掛器將封隔和懸掛集中于一體，簡化了施工程序。

2 膨脹式尾管懸掛器技術的施工工藝

膨脹式尾管懸掛器的固井施工程序依次是：尾管入井、入住水泥、替漿、坐掛懸掛器、丟手和鉆進。

（1）固井作業前的設計 為了保障固井作業順利完成，在施工之前要進行一系列的設計和檢測工作。①固井施工成功的關鍵所在就是水泥漿的設計和測試。因為坐掛懸掛器是注入水泥環節之后進行操作的，所以水泥漿的性能是否穩定決定后續工程的開展。②測量尾管入井形成的壓力和抽吸作用，規定尾管在套管段及裸眼段的下入速度，避免壓扁裸眼段的底層。③預先分析井眼內尾管串及送入工具的扭矩和阻力，同時保證丟手釋放的剪釘的剪切值。

（2）下尾管和注水泥施工 ①把握好套管內和裸眼內尾管的最佳下入速度。②在尾管入裸眼段時將尾管串上提下放和旋轉，記錄各稱重值和扭矩值。③安裝固井管線和水泥頭，根據常規的尾管固井進行注水泥和替漿工作。

（3）坐掛膨脹式尾管懸掛器 ①將坐掛球放進送入工具內，等待其落入到球座上，期間要注意水泥漿的凝固時間。②當坐掛球進入到球座之后，開泵增壓來緩慢膨脹尾管懸掛器。③將膨脹錐打開送入工具上的一個傳壓孔，下降整個送入工具內的壓力之后膨脹環節結束。④通過送入工具上提超過井內尾管的的總重量，然后下放送入工具的重量，一般下放0.15m的位移來將送入工具從尾管懸掛器上丟手。⑤提升送入工具至尾管頂部，沖洗懸掛器上多余的水泥漿，可以進行尾管頂部的試壓操作。

3 膨脹式尾管懸掛器技術在尾管固井中的應用

（1）首先，在尾管固井作業初始階段要進行水泥漿的檢測和設計，目的是為了保障水泥漿在混合時合理的添加水份，使水泥漿材料得到更好的使用。選擇使用最好的商品水泥，根據標準的比例進行水份的添加，這些都是施工成功的關鍵因素。通常在注入水泥漿之后才能坐掛懸掛器，為了防止施工中水泥漿提前凝固造成尾管串凝固到井口亦或是水泥漿凝固速度太慢使得尾管不穩固，所以必須保證水泥漿的穩定性，否則會引起施工風險。

（2）其次，在尾管入井環節，準確控制懸掛器在管口內下降速度，對尾管串進行上提、下放、旋轉之后進入裸眼，同時對尾管的稱重值做詳細的記錄。在水泥注入施工環節之前，還要安裝管線。

（3）最后，完成水泥注入施工后，按照水泥漿的凝固程度來規劃施工的過程。然后進行懸掛器的坐掛。開始將尾管下降至既定的位置，再進行投球至球座，通過緩慢開泵增加氣壓來膨脹尾管懸掛器。通過高壓液體作用放入膨脹錐，其下部的鉆井液經過內管小孔進入環形空間。完成膨脹環節，浮閥會自動打開，膨脹錐通過傳壓孔傳壓，降低整個送入工具上的壓力，使得管內外的壓力平衡，通過指示燈將膨脹結束的信息傳達地面。之后分離膨脹錐和尾管，完成坐掛。進行水泥漿循環通道的建立，將多余的水泥漿循環出井眼，完成固井施工。

4 結語

膨脹式尾管懸掛器具有超強的懸掛力，在尾管固井的施工過程中，不僅可以降低套管的使用率，還可以縮短裸眼井段的長度，進而提高固井質量，其在普通井的加深施工中也能發揮一定的輔助作用。該技術憑借自身的優良特性被普遍應用于固井施工中，由于國內對這種固井技術的開發還不夠徹底，建議加快研發進度，提高應用水平，促進膨脹式尾管懸掛器未來的市場發展潛力，創造高質量、更安全的施工工程。

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