電泵井專用防噴器在遼河油田的應(yīng)用

杜延濤

摘 要：電泵井專用防噴器主要是針對(duì)電泵井下入電纜特殊性開(kāi)發(fā)出一項(xiàng)技術(shù)，在發(fā)現(xiàn)井涌時(shí)，不需剪斷三根電纜，能及時(shí)有效完成對(duì)井口的密封，提高小修作業(yè)的井控裝備水平，節(jié)省關(guān)井時(shí)間，同時(shí)減少因開(kāi)關(guān)井造成電纜的損失。

關(guān)鍵詞：防噴器，電泵井，井控，井涌

引言

SAGD舉升具有高溫、大排量、大斜度三方面技術(shù)特點(diǎn)，技術(shù)難度較常規(guī)舉升大幅度增加。油田公司近幾年來(lái)針對(duì)有桿泵系統(tǒng)在SAGD井下深和最大排量?jī)蓚€(gè)方面存在的技術(shù)局限性，開(kāi)展了高溫潛油電泵技術(shù)研究與試驗(yàn)，無(wú)論是國(guó)外的斯倫貝謝電泵還是國(guó)產(chǎn)高溫電泵均見(jiàn)到了良好的生產(chǎn)效果。但是高溫潛油電泵的應(yīng)用時(shí)間還偏短，相應(yīng)的作業(yè)井控技術(shù)還不完善，主要是電泵由于需要捆綁電纜的特殊性，目前沒(méi)有配套的大尺寸的電泵井口防噴器，作業(yè)時(shí)井控裝備配置較低。研究電泵井專用防噴器，解決高溫電泵井作業(yè)施工防井噴的難題。

1、電泵井特點(diǎn)

SAGD電泵井油管管柱上捆綁了三根電纜，包括一根扁電纜寬31.5mm，厚12mm，以及兩根口徑4mm、6mm的測(cè)試電纜，并排分布。并且每隔4～5m就有一個(gè)卡電纜的卡子，若安裝常規(guī)防噴器，部分工具無(wú)法下入井內(nèi)。即便安裝了，遇到井涌和井噴，只能先把所有電纜剪斷一段后再搶裝常規(guī)防噴器，然后把無(wú)電纜的一段油管放到防噴器的位置才能關(guān)閉防噴器，制止井噴。上述操作會(huì)延誤關(guān)井最佳時(shí)間，另一方面，電纜被剪斷造成很大的損失。

2、電泵井專用防噴器

2.1整體設(shè)計(jì)

電泵井防噴器主要由上殼體、下殼體、支撐圈、油缸、活塞、密封件等組成。工作原理：當(dāng)發(fā)現(xiàn)井涌需要封井時(shí)，從液壓控制裝置輸來(lái)的高壓油從殼體下部油口進(jìn)入活塞下部的關(guān)閉腔，推動(dòng)活塞上行，活塞又推動(dòng)呈半球狀的密封膠芯上行，由于受半球形頂蓋的限制，迫使膠芯在上行過(guò)程中沿著頂蓋球面向上、向井口中心運(yùn)動(dòng)，直至支承筋間橡膠被擠出而抱緊鉆具或全封閉井口，達(dá)到封井的目的。當(dāng)高壓油從殼體上部油口進(jìn)入活塞上部的開(kāi)啟腔，推動(dòng)活塞下行，作用在膠芯球面上的擠壓力消除，膠芯在本身彈性力作用下逐漸復(fù)位，達(dá)到開(kāi)井的目的。

2.2主要參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）垂直通徑：280mm （11in）；

（2）額定工作壓力：21MPa （3000psi）

（3）溫度等級(jí)：T-20 （-29～121℃）

（4）適用介質(zhì)：油、水、氣（H2S）、泥漿等

（5） 性能級(jí)別： PR1

（6） 材料等級(jí)：EE

（7） 產(chǎn)品規(guī)范級(jí)別： PSL3

（8） 操作形式：液動(dòng)

（9操作系統(tǒng)額定工作壓力： 21MPa （3000psi）

（10）整機(jī)重量： 3400 Kg

2.3 主要配套裝置研制

2.3.1膠芯

采用半球形，它是由沿半球面呈輻射狀的弓形支承筋與橡膠組成，支承筋用合金鋼制造。在膠芯打開(kāi)時(shí)，這些支承筋將離開(kāi)井口，回復(fù)原位。密封面設(shè)計(jì)為波浪狀，膠芯受擠壓填補(bǔ)完井內(nèi)管柱與防噴器之間的環(huán)形空間后，多余的橡膠會(huì)由波浪的峰頂向峰底或其它有空隙的地方移動(dòng)，由于每個(gè)波浪的面積較小，所以橡膠更容易擠入電纜與管柱之間的細(xì)小縫隙，從而達(dá)到密封帶電纜的管柱的效果。其膠芯具有以下四大優(yōu)點(diǎn)：

（1）不易翻膠：在封井狀態(tài)，井壓使膠芯中部橡膠上翻，而支承在球面上的支承筋阻止上翻，使橡膠處于安全受擠壓狀態(tài)，可承受較大的壓力而不致撕裂。

（2）漏斗效應(yīng)：球形膠芯從自由狀態(tài)到封閉狀態(tài)，各橫斷面直徑的縮小是不等的，上部縮小的數(shù)值大，下部縮小的數(shù)值小，因而膠芯項(xiàng)部擠出橡膠最多，底部最少，形成倒置漏斗狀。這種橡膠的流向不僅可以提高密封性能。

（3）橡膠儲(chǔ)備量大：這種膠芯的橡膠儲(chǔ)量比其他類型的膠芯大得多，有較多的備用橡膠可陸續(xù)擠出補(bǔ)充，適于在管柱和電纜接觸不規(guī)則的場(chǎng)合使用。

（4）井壓助封：在關(guān)井時(shí)，作用在活塞內(nèi)腔上部環(huán)形面積上的井壓向上推活塞，促使膠芯密封更緊密。

2.3.2液控裝置

WGFK75-1型外掛式電泵井控制裝置是專門為適應(yīng)修井作業(yè)而設(shè)計(jì)的一種同修井機(jī)配合使用的便攜式小型外掛式電泵井防噴器控制裝置。該型控制裝置具有安全、質(zhì)量可靠、使用維護(hù)方便、適用性強(qiáng)能特點(diǎn)，（常規(guī)控制箱外形尺寸長(zhǎng)2400×寬1290×高1850mm）。結(jié)構(gòu)緊湊液壓油泵與電機(jī)串在一起，常規(guī)油泵與電機(jī)通過(guò)鏈條和鏈輪傳動(dòng)），為蓄能器提供動(dòng)力，蓄能器儲(chǔ)蓄液壓能，關(guān)閉或打開(kāi)防噴器由蓄能器儲(chǔ)蓄液壓能提供動(dòng)力。

3、室內(nèi)試驗(yàn)

一共進(jìn)行了三次室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，第一次室內(nèi)實(shí)驗(yàn)：由于防噴器膠芯硬度大，無(wú)法密封管柱和電纜空隙，試驗(yàn)失敗。第二次室內(nèi)實(shí)驗(yàn)：動(dòng)力電纜內(nèi)有縫隙，無(wú)法達(dá)到密封效果。第三次室內(nèi)實(shí)驗(yàn)：動(dòng)力電纜剪斷，密封兩根電纜，達(dá)到封井效果。目前聯(lián)系廠家進(jìn)行動(dòng)力電纜改進(jìn)，電纜內(nèi)填充橡膠材質(zhì)，達(dá)到電纜內(nèi)密封。

4、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

截止2018年10月在電泵井防噴器在遼河油田應(yīng)用，共實(shí)施杜84-興H51、杜84-興H54兩井次，整個(gè)施工從早上六點(diǎn)開(kāi)始到下午五點(diǎn)，整個(gè)過(guò)程防噴器安裝過(guò)程順利，安裝完成后開(kāi)關(guān)靈活，之后下入電泵，在下入10根油管時(shí)關(guān)閉防噴器，測(cè)試三根電纜，電纜無(wú)損害，井口密封，共歷時(shí)11小時(shí)，安全完成電泵井施工。

5、結(jié)論

（1）該防噴器的研制成功，可為小修作業(yè)提供可靠的工藝設(shè)備，保障電泵井施工中人員、設(shè)備的安全，并為油氣資源、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供可靠的保障。

（2）井口位置空間有限，環(huán)形防噴器體積較大，需擴(kuò)大井口空間才能安裝防噴器。對(duì)電纜性能考慮不足，動(dòng)力電纜內(nèi)密封差，需對(duì)電纜內(nèi)從新填充橡膠才能密封。

參考文獻(xiàn)：

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