淺析某井橋塞提前中途座封原因及預防應(yīng)對措施

馬曉光

摘 要：特殊井況下，偶有入井橋塞提前座封;提前座封造成工程上的經(jīng)濟損失，處理過程往往伴有風險;本文以實例闡述了提前座封的一些主要原因以及應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：橋塞;中途座封

1 橋塞的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 橋塞的連接及連接程序（以6-5/8”橋塞為例，見圖1、圖2）

圖1? 橋塞示意圖 圖2? 現(xiàn)場實際圖片 圖3? 橋塞座封工具

示意圖

①檢查液壓坐封工具下端的4個O型圈（13），確認完好;②檢查液壓坐封工具上部的剪切銷釘（2），數(shù)量為8個，剪切值為12-13MPa;③將坐封工具前端插入橋塞頂部;④通過液壓坐封工具下部的推力套（10）的銷釘孔，安裝橋塞上部的8個剪切銷釘（15），完成液壓坐封工具與橋塞之間的連接。備注：8個剪切銷釘?shù)募羟兄禐?8MPa;⑤連接后，可以從坐封工具的上部打壓，對坐封工具及橋塞做低壓測試（建議測試壓力不超過500psi），以驗證坐封工具各部位的密封性。將坐封工具同送入油管或鉆桿連接，入井。

1.2 橋塞的座封原理

1.2.1 液壓座封原理（見圖3）

該液壓座封工具為雙活塞結(jié)構(gòu)。在液壓作用下，推動上活塞套（3）及活塞套（7）;當推力達到剪切銷釘（2）的剪切值時，銷釘剪切。上活塞套（3）、活塞套（7）及推力套（10）軸向向下位移。推動橋塞上的座封套（3）軸向向下位移，壓力增大完成橋塞卡瓦及膠筒的座封。橋塞上的剪切銷釘（2）及剪切銷釘（6）剪切值遠小于座封工具剪切銷釘?shù)募羟兄怠Ｍ瓿勺夂?，橋塞上的鎖環(huán)（4）將使橋塞保持座封狀態(tài)。繼續(xù)增加液壓至液壓座封工具與橋塞之間的剪切銷釘（12）剪切;完成液壓座封工具的脫手。

1.2.2 橋塞機械座封原理

橋塞上卡瓦（1）與下卡瓦（3）在推力的作用下產(chǎn)生相對位移，卡瓦的銷釘（2）剪切，擠壓密封膠筒卡瓦漲開完成橋塞的座封。

2 橋塞座封案例分析

2.1 案例發(fā)生過程

某井組合連接橋塞及坐封工具下鉆，在下鉆過程中從環(huán)空連續(xù)補1.01SG的工作液，大約每小時補液10m3。鉆桿內(nèi)部大約每10柱灌液一次，灌液的時候敞口灌液沒有壓力。在下入深度約1209m的時候，司鉆匯報下鉆遇阻，在接完立柱在放到離鉆臺面大約2.3m左右的時候發(fā)現(xiàn)遇阻2t。遇阻后先嘗試的上提1-2t，發(fā)現(xiàn)沒有變化。立即檢查環(huán)空液面，發(fā)現(xiàn)環(huán)空液面已經(jīng)灌滿，不下降。隨后過提4t，6t未解卡。然后關(guān)閉BOP環(huán)空打壓500psi穩(wěn)壓，判斷橋塞膠皮漲開，橋塞坐封。繼續(xù)嘗試逐步增加上提噸位活動橋塞，當過提到18t時，橋塞與坐封工具連接銷釘被剪切，坐封工具脫手成功。起鉆后，檢查發(fā)現(xiàn)坐封工具的上部8顆銷釘完好，底部連接銷釘全部剪切。

2.2 原因分析

2.2.1 主要設(shè)備因素

指重表傳感器經(jīng)常漏油，需要補充傳感器油。在作業(yè)的時候需要提起鉆具坐好卡瓦，給指重表傳感器補充壓力油然后在校正指重表。

2.2.2 操作原因

井隊的指重表和參數(shù)儀沒有任何可供查詢的記錄，只能是聽取司鉆的口頭匯報無法通過相關(guān)記錄去驗證。

該井橋塞與坐封工具連接銷釘數(shù)量及地面試壓程序都是按照以往的經(jīng)驗。在環(huán)空灌液及鉆桿灌液都是按照以往的操作經(jīng)驗進行的。橋塞的坐封工具起出地面檢查發(fā)現(xiàn)上部銷釘未剪切，證明橋塞的坐封不是因為送入工具起作用而造成坐封的，而是因為機械方面原因造成上下卡瓦產(chǎn)生相對位移擠壓膠筒造成坐封。

造成橋塞機械坐封的原因：在下入橋塞的過程中隨著鉆具懸重的增加，指重表傳感器因為滲漏造成讀數(shù)不準，靈敏針不起作用。由于橋塞外徑（OD=5.59”）與6-5/8”套管內(nèi)徑（ID=5.791”）間隙小，橋塞下卡瓦掛蹭套管（可能是接箍位置也可能是其他原因）造成遇阻托壓，司鉆操作不平穩(wěn)沒有及時發(fā)現(xiàn)懸重的變化，繼續(xù)下放鉆具。指重表顯示不準，鉆具部分重量（3-4t可能更多）施加到橋塞上卡瓦上，推動上卡瓦下移擠壓膠筒造成橋塞的坐封。

3 橋塞提前座封預防措施

①橋塞送達作業(yè)現(xiàn)場后進行初步檢查：密封膠筒是否完好;卡瓦有無松動/裂紋/損傷/脫落;橋塞本體上各處的銷釘是否上齊/上緊;②橋塞座封工具的檢查保養(yǎng)：檢查保養(yǎng)液壓座封工具下端的4個O型密封圈，檢查液壓座封工具上部的剪切銷釘，數(shù)量為8個。橋塞與座封工具的組合與檢查：提前2天完成橋塞與座封工具連接，并進行地面密封性試壓，試低壓300-500psi，以驗證座封工具各部位的密封性;③橋塞與座封工具的組合入井前的最后檢查及拍照：包裹好密封膠筒及卡瓦，吊車配合吊至鉆臺，防止磕碰，檢查上下卡瓦、膠皮、送入工具銷釘數(shù)量，并拍照;④其他風險因素排除：a.設(shè)備因素：確保指重表靈敏針好用，懸重針準確。建議作業(yè)前給指重表傳感器補充壓力油然后校正指重表;b.操作因素：下橋塞作業(yè)前鉆臺組織召開技術(shù)交底及風險分析會，剎把操作人員及鉆工須明確知悉作業(yè)關(guān)鍵風險點，明確下鉆速度，防止井口落物以及遇阻卡不超過2t;c.鉆桿內(nèi)腔與環(huán)空液位差因素;d.環(huán)空保持灌滿情況：入井過程中，鉆桿與環(huán)空無法連通。建議每下入300m鉆桿，灌滿送入管柱一次。灌滿送入管柱過程中，不能帶壓灌入，推薦采用敞口方式灌入;灌入的液體需要與井筒內(nèi)原液體密度相同;e.環(huán)空無法保持灌滿情況：查詢最新靜壓梯度測試資料，分析靜液面深度，有條件或必要時可測液面。根據(jù)靜液面深度情況，下鉆期間，保持環(huán)空持續(xù)灌液，鉆桿內(nèi)腔間斷灌液，保持鉆桿內(nèi)腔液面與井筒靜液面的液位平衡，或鉆桿內(nèi)外液壓差在500psi以內(nèi)。

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