双封跨隔压裂工艺管柱
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摘 要：目前国内外应用连续油管设备拖动压裂工艺管柱[1]，多采用双封拖动或单封拖动施工工艺。双封拖动压裂管柱多采用油管或大直径的连续油管。连续油管内加砂，对连续油管内表面磨蚀损伤，影响连续油管使用寿命;单封拖动压裂管柱对于老井使用受到限制，尤其是老层段在目的施工层段的上部，单封拖动压裂工艺管柱无法实现。鉴于上述原因研制双封跨隔压裂工艺管柱，实现了连续油管拖动在封隔老层的同时完成环空加砂压裂[2]。
关键词：跨隔;套管加砂;连续油管作业;桥式通道
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.012
1 管柱结构
一种可使用连续油管连接封隔器，套管内加砂压裂作业且能跨越、隔开老层段，直接压裂下层目的层的双封跨隔压裂工艺管柱。完整的管柱配置为：连续油管、双封跨隔压裂工艺管柱上工具、水力锚、油管、双封跨隔压裂工艺管柱下工具、节流阀、射孔枪。
2 工作原理
连续油管内加压使上工具先座封。下工具通过套管内提排量起压[3]，液体经上工具的阀口进入工具内腔经油管越过跨隔层（老层）后到达节流阀后节流，完成水力锚锚定，同时下工具座封完成。实现连续油管作业施工套管加砂，隔层压裂下层的目的。
3 工具动作实现过程
（1）双封跨隔压裂工艺管柱上工具实现压裂液由套管转换到油管并有效的封隔层：双封跨隔压裂工艺管柱上工具，通过连续油管内打压，液流通过工具上端桥式通道进入到胶筒内腔，上工具处于坐封状态，施工时连续油管内压力保持恒定。压裂时，通过连续油管外与套管之间的环形空间加砂压裂，压裂液通过上工具上端压裂通道进入到工具下端，完成对封隔器以下层段的射孔压裂。压裂过程操作始终保持连续油管内压裂高于油套环空压力3-5Mpa。即使上工具上端内部的单流阀存在压差。使封隔器一直处于坐封状态。当压裂施工完成后，释放连续油管内压力，使上工具解封。解封后，上提管柱拖动管柱，进行下一层段的施工。
（2）双封跨隔压裂工艺管柱通过水力锚实现管柱锚定：水力锚上部内侧与双封跨隔压裂工艺管柱上工具下部外侧丝扣固定连接于。用于压裂作业时防止管柱蠕动。
（3）双封跨隔压裂工艺管柱通过上、下工具实现管柱封隔老层：双封跨隔压裂工艺管下工具为K344形式，下工具上部内侧与油管下部外侧丝扣固定连接。油管上部内侧与水力锚下部内侧丝扣固定连接。油管长度根据目的层跨度确定。
（4）双封跨隔压裂工艺管柱通过节流阀实现管柱座封：节流阀上部内侧与双封跨隔压裂工艺管柱下工具下部外侧丝扣固定连接。用于为双封跨隔压裂工艺管柱下工具提供节流压力，使下工具座封。
（5）双封跨隔压裂工艺管柱通过管柱下端连接射孔枪完成对目的层射孔与压裂：射孔枪上部内侧与节流阀下部外侧丝扣固定连接。用于压裂前的射孔作业。
4 跨隔工艺实现过程
双封跨隔压裂工艺管柱上工具座封与双封跨隔压裂工艺管柱下工具座封通道相互独立。
（1）上工具座封：是通过连续油管连接上工具上接头，通过连续连续油管内打压，液体在钢球处由于节流压力的作用，钢球下行，接触球座形成密封，液体经过钢球上方导流套上部设有开孔，经由连接阀体上下端面的桥式通道，经过挂胶件上部内侧与中心管上部外侧固定连接处开有轴向通道进入胶筒内腔，完成涨封封隔器。
（2）下工具座封：是通過连续油管与套管之间环形空间注入压裂液，液体流至封隔器阀体筒壁上开设有两个横向通道时，经过此通道流入封隔器内腔，经封隔器内腔后，经过下工具下方的节流阀，产生节流压力，使水力锚及下工具涨封。涨封完成后即可隔开老层压裂下封隔器的下层。
5 主要技术参数
最大刚体外径：Φ114mm;最小内通径：Φ50（过砂通道）;工作套管内径：Φ124;工作压力：70Mpa;工作温度：90℃;工具长度：1500mm;坐封压差：≥3MPa;连接扣型：27/8UPTBG。
6 操作规程
（1）通井、刮管。
（2）洗井。
（3）验套。
（4）下井坐封。
1）下入管柱作业程序应符合如下的规定。按下井顺序对所有工具进行地面排序。检查每台工具并填好记录。
2）确认每台工具在管柱连接中位置符合设计要求并填好记录。下井管柱必须逐根过油管规，认真检查、丈量准确，记录丈量结果，丝扣涂密封脂上紧，连接油管前仔细检查每根油管丝扣有无损坏，保证不刺不漏不断脱。
3）严格控制管柱下放速度，连续油管下放速度≤300m/h。
（5）压裂。
1）上工具座封：管柱下井到位后，连续油管内打压，压力至中心管钢球处憋压至安全压力（至少15Mpa），液体到挡板单流阀处截止（考虑到弹簧支撑球作用，可将排量0.5-0.8，同时控制压力小于安全压力）液体经坐封通道进入到胶筒内腔，上工具坐封完成。（注：如油管内压力高于安全压力，拉断安全接头会丢手。）
2）下工具座封要点：上工具座封完成压力保持，套管环空加顶替液提排量至套压与油压相等或套压小于油压2-3Mpa，目的是为了水力锚锚定充分、下工具坐封牢靠。然后提排量压裂正常施工，要求提排量的同时保证油压高于套压至少5Mpa。
3）压裂时注，注意观察连续油管的载荷变化，发现异常时立即停止施工。
坐封上封隔器时，载荷应稍稍降低。
环空提排量时，由于水力锚的锚定，悬重也不会明显增加。
（6）解封。
参考文献：
[1]郝云虎.连续油管拖动技术在油田的应用[J].石化技术，2017（24）.
[2]王丽峰.连续油管底封拖动水力喷射环空加砂分段压裂技术在九区石炭系水平井的应用[J].新疆石油天然气，2017（13）.
[3]王瑶.适用于连续油管的封隔器管串结构及原理分析[J].石油矿场机械，2013（42）.
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