橋塞的作用是油氣井封層,具有施工工序少、周期短、卡封位置準(zhǔn)確的特點,分為永久式橋塞和可取式橋塞兩種。

中文名

橋塞

功能

油氣井封層

特點

施工工序少、周期短

起源

80年代初期

分類

永久式橋塞和可取式橋塞

永久式工藝

簡述

橋塞-橋塞封層工藝

永久式橋塞形成于80年代初期,由于它施工工序少、周期短、卡封位置準(zhǔn)確,所以一經(jīng)問世就在油氣井封層方面得到了廣泛應(yīng)用,基本上取代了以前打水泥塞封層的工藝技術(shù),成為試油井封堵已試層,進(jìn)行上返試油的主要封層工藝。

橋塞-橋塞封層工藝

在中淺層試油施工中出現(xiàn)的干層、水層、氣層及異常高壓等特殊層位,為方便后續(xù)試油,封堵廢棄層位,通常采用該類橋塞進(jìn)行封層,同時對于部分短期無開發(fā)計劃的試油結(jié)束井也采用永久式橋塞封井。此外,該橋塞也用于深層氣井的已試層封堵,為上返測試、壓裂改造等工藝技術(shù)的成功實施提供保障。工作原理

利用電纜或管柱將其輸送到井筒預(yù)定位置,通過火藥爆破、液壓坐封或者機(jī)械坐封工具產(chǎn)生的壓力作用于上卡瓦,拉力作用于張力棒,通過上下錐體對密封膠筒施以上壓下拉兩個力,當(dāng)拉力達(dá)到一定值時,張力棒斷裂,坐封工具與橋塞脫離。此時橋塞中心管上的鎖緊裝置發(fā)揮效能,上下卡瓦破碎并鑲嵌在套管內(nèi)壁上,膠筒膨脹并密封,完成坐封。

結(jié)構(gòu)與特點:

永久式橋塞外觀圖見圖1,結(jié)構(gòu)有如圖2所示幾個部分組成:

橋塞封層工藝

橋塞-橋塞封層工藝

1-銷釘;2-鎖環(huán);3-上壓外套;4卡瓦;5上坐封剪釘;6-保護(hù)傘;7- 封隔件;8-中心管;9-錐體;10-下坐封剪釘該橋塞特點

①結(jié)構(gòu)簡單,下放速度快,可用于電纜、機(jī)械或者液壓坐封。

②可坐封于各種規(guī)格之套管。

③整體式卡瓦可避免中途坐封。

④采用雙卡瓦結(jié)構(gòu),齒向相反,實現(xiàn)橋塞的雙向鎖定,從而保持坐封負(fù)荷,壓力變化亦可保證密封良好。

⑤球墨鑄件結(jié)構(gòu)易鉆除。

⑥施工工序少、周期短、卡封位置準(zhǔn)確、深度誤差小于1m,特別是封堵段較深、夾層很薄時更具有明顯的優(yōu)越性。

主要技術(shù)

①工作溫度:120℃-170℃。

②工作壓力:35Mpa,50Mpa,70Mpa。

③坐封力: 140~270kN。

④適用套管:127mm~244.5mm

施工方式

永久式橋塞根據(jù)下井方式,分為電纜輸送和油管輸送兩種。

a、電纜輸送可鉆橋塞的施工步驟和注意事項:

施工步驟

①用電纜將專用的捕撈器下至橋塞坐封深度以下,目的是檢查套管內(nèi)徑,撈出井內(nèi)液體中影響順利下入的雜物,捕撈器的外形尺寸等于或稍大于橋塞的外形尺寸。

②將橋塞、坐封工具、安全接頭、磁性定位器與電纜連接好,平穩(wěn)下入井內(nèi),下放速度在4000m/h以內(nèi)。

③測套管接箍,準(zhǔn)確調(diào)整橋塞坐封位置。

④通電引爆,坐封橋塞,引爆5min后上提、下放電纜2~4m,判斷橋塞是否已坐封。

⑤起出坐封工具,在工具提出井口前,須檢查泄壓頭是否沖掉,防止拆卸時殘余壓力傷人。

⑥橋塞坐封后,井口密封接好試壓管線按要求進(jìn)行試壓,驗證其密封的可靠性。

⑦試壓合格后,下倒灰筒,在橋塞頂部倒入一定量的水泥漿。

注意事項

①施工前,必須認(rèn)真檢查電纜、絞車、儀表和下井的工具儀器。

②雷管、炸藥包等易燃易爆品,必須按規(guī)定嚴(yán)格保管、運輸和使用。

③套管必須經(jīng)過刮削或用標(biāo)準(zhǔn)的通井規(guī)通過。

④井內(nèi)液體要經(jīng)過過濾,保證無雜物。

⑤橋塞下放速度必須嚴(yán)格控制,若有遇阻現(xiàn)象,只能慢慢活動,不能猛沖。

b、油管輸送橋塞是針對大斜度井、定向井和稠油井下電纜橋塞常出現(xiàn)遇阻的情況而開發(fā)研制的。與電纜橋塞相比,僅僅是輸送方式和坐封方式不同。

油管輸送橋塞是用油管或鉆桿將橋塞下至預(yù)定位置,由地面加壓坐封,施工步驟、安全注意事項等與電纜橋塞大體相同。

可取式工藝

概況

可取式橋塞是隨著永久式橋塞的出現(xiàn)而產(chǎn)生的,形成于80年代,作為一種油田用井下封堵工具,在油田勘探和開發(fā)中廣泛用于對油水井分層壓裂、分層酸化、分層試油施工時封堵下部井段。它較好地解決了坐封、打撈、解封操作復(fù)雜,使用成功率低的問題。功能上部分可以替代丟手+封隔器、永久式橋塞和注灰封堵,是一種安全可靠、成本低廉、功能齊全的井下封堵工具。

在中淺層試油施工中,對于封隔異常高壓、高產(chǎn)、跨距大或者斜井等特殊層位,實現(xiàn)上返試油,雙封封隔器施工的成功率較低,為方便后續(xù)試油,提高試油一次成功率,通常采用該類橋塞進(jìn)行封層。

工作原理

該橋塞下井時通過拉斷棒及拉斷環(huán)與坐封工具連結(jié),利用電纜或者管柱將其輸送到井筒預(yù)定位置后,通過地面點火引爆或者從油管內(nèi)打壓實現(xiàn)橋塞坐封和丟手,既安全又可靠。打撈時只需下放打撈工具打開該橋塞上的中心管鎖緊機(jī)構(gòu)再上管柱即可實現(xiàn)解封。具有坐封、打撈、解封操作簡單、施工方便使用成功率高等特點。

結(jié)構(gòu)與特點

同永久式橋塞基本一樣,也是由坐封機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)等部分組成。結(jié)構(gòu)如圖:

橋塞-橋塞封層工藝

橋塞特點

①橋塞坐封力由張力棒控制,保證坐封安全可靠。

②能可靠地座封在任何級別的套管內(nèi),可在斜井中安全使用,不易遇阻遇卡。

③鎖緊裝置保護(hù)座封負(fù)荷,保證壓力變化下仍可靠密封。

④雙道密封膠筒能可靠密封。

⑤打撈頭和平衡閥相配套容易解封。

⑥由于非正常原因不能撈出時,可較方便地鉆除。

主要技術(shù)指標(biāo)

①工作溫度:120℃-170℃。

②工作壓力:45Mpa。

③適用套管:101.6mm~177.8mm

適用井條件

①橋塞深度以上的套管無變形,坐封位置的套管鋼級強(qiáng)度不超過P110。

②井筒液體清潔、無雜物、無結(jié)塊,密度小于1.5g/cm3,粘度小于30mPa·s,H2S含量小于5%。

施工方式

永久式橋塞根據(jù)下井方式,分為電纜輸送和油管輸送兩種。

a、電纜輸送可取式橋塞的施工步驟和注意事項:

施工步驟

①橋塞下井前,應(yīng)向投放器油室中灌滿柴油,裝好尼龍塞,分別裝入火藥柱、點火器,達(dá)到技術(shù)要求后,聯(lián)接相關(guān)馬龍頭、磁性定位器、橋塞投放器、橋塞主體。

②可取式電纜橋塞下井前,關(guān)閉井場所有動力設(shè)備,切斷電源,并對投放器進(jìn)行通斷檢查,并及時放電,阻值正常,保證完好。

③檢查磁定位器的訊號,使它的性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),再檢查各部位的機(jī)械聯(lián)接是否牢固可靠。

④橋塞下井時,電纜下放速度井口段不得超過1800米/小時,正常下放速度不超過3000米/小時,中途減速換檔操作要平穩(wěn)。

⑤橋塞點火后,觀察電流表、絞車電纜,以判斷火藥是否點燃,橋塞是否座封。(一般應(yīng)控制在30秒左右)。點火后電流表有大幅度擺動,電纜和絞車有明顯晃動,證明橋塞座封,此時電纜及投放器應(yīng)靜止5分鐘,待井下投放器內(nèi)剩余氣壓完全泄完。

注意事項

①施工前,必須認(rèn)真檢查電纜、絞車、儀表和下井的工具儀器。

②小隊要有專人負(fù)責(zé)指揮作業(yè)機(jī)進(jìn)行機(jī)械起吊,做到操作平穩(wěn)、不碰不撞。

③發(fā)現(xiàn)橋塞遇阻應(yīng)慢起,起速不得超過1800米/小時,上起中途不得換檔或停車,起出后停止施工。

可取式打撈

①用油管連接橋塞專用打撈器下井,當(dāng)管柱下放到橋塞座封位置以上50米時,減速慢下,注意觀察噸位表。

②當(dāng)噸位表有明顯減小變化,打撈器已到魚項,立即停車,采用壓裂車從油管和油套環(huán)空中進(jìn)行正、反循環(huán)沖砂,將橋塞上部沉砂及雜物返出井口,然后正轉(zhuǎn)油管使打撈器套銑進(jìn)入橋塞上部。

③利用油管鉆具重量緩慢下壓打撈器,并觀察噸位表和油管柱,若有變化證明打撈器的襯管下推橋塞平衡閥,并使打撈器的爪子已抓住了打撈頭。

④上提管柱,同時觀察噸位表,若在原管柱懸重的基礎(chǔ)上增加約2—3噸,突然降止原懸重時,證明橋塞已成功解封,然后均速起出管柱和打撈器以及橋塞主體。

⑤若打撈器抓住橋塞后反復(fù)上提管柱不解封時,可將鉆具懸重提起,正向轉(zhuǎn)動油管,使橋塞上部安全帽自行脫開,起出管柱和打撈器,然后套銑橋塞本體。