连续油管工艺技术

1、连续油管设备及工艺介绍莫高武井下技术服务中心工程技术上海分公司连续油管设备篇气举工艺篇目录开关滑套工艺篇连续油管工具篇连续油管简介篇连续油管简介篇3定义：连续油管是一种可移动、液压驱动设备，它设计用来在带压状态下安全地起下连续油管进行钻完井、修井作业。 连续油管尺寸范围有1”、1 1/4”、1 1/2”、1 3/4”、2”、2 3/8”、2 7/8”、3 1/2”。特点：高效率 节省作业时间和费用，无需压井。 起下油管时可不间断地泵入液体。减少地层污染的可能性 特别是用于正在生产的油气井（无压井液进入地层） 在大斜度井和水平井中作为工具的输送媒体。连续油管应用范围： 洗井、压井 挤水泥、打水泥

2、塞弃井 冲砂 替泥浆、压井 氮气气举 酸化 固砂和过油管防砂 高压冲洗除垢作业 在大斜度井和水平井中测井、下入/打捞钢丝工具。（连续油管开关滑套作业） 作为注入/虹吸管4连续油管简介篇5连续油管设备篇注入头注入头注入头（驱动导向装置）是将连续油管下入井内或是将油管从井内提出的装置，起下连续油管的动力来源。组成：驱动部分、导向部分、负荷传感器、盘根盒。6连续油管设备篇驱动部分该装置是由两个相对而视的链条盒构成，每个链条盒中含有两条环形的内链条和外链条，链条盒上装有两个液压动力装置。原理：液压泵对链条盒提供液压传动力量，由于内链是双向驱动，因而可带动外链产生双向运动。外链紧密压合在连续油管上，产生

3、轴向的摩擦力，这种摩擦力量要远大于连续油管本身的自重，使之可自如地对油管进行上提、下放以及震击等作业。7连续油管设备篇导向部分该装置在驱动装置之上，连续油管从滚筒输出后被置于布满浪子的鹅颈形轨道上，并有一个弯形的护栅，罩在连续油管上，使连续油管能更便捷地沿着所定轨道运动，避免连续油管在运动中跳离轨道。8连续油管设备篇负荷传感器该装置位于注入头下端和支撑架之间，与井口装置相连，注人头的重量和在井内连续油管的重量通过负荷传感器与井口和支撑架分开。油管的负荷传感器通过液压系统传递到操作间的负荷显示表上。在实际操作时要注意将表设置在零的位置，此时的负荷是减去注入头重量的负荷。9连续油管设备篇盘根盒该装

4、置用法兰连接在注人头的底部，并在液压的作用下通过弹簧加载进行开关工作。无论连续油管是否在井内，这套装置都可便捷地拆装其密封件。如关闭防喷器上的半封闸板，然后放掉闸板以上的压力，把两片卡瓦从顶端取出，便可更换新的密封件。10连续油管设备篇防喷系统防喷器它是一套由四组闸板组合在一起的防喷装置，即可以用液压控制又可以手动操作。这四组闸板从上到下依次为：全封，剪切闸板，油管悬挂闸板，半封。该系统设有平衡阀来平衡压力。在剪切闸板和油管悬挂闸板之间是一个50.8mm(2in)的高压旋塞阀，在紧急情况下，可以接压井管线进行压井作业。11连续油管设备篇防喷管防喷管安装在盘根盒和防喷器(或防喷器和采油树)之间，

5、下入井下工具或起出井下工具时都需要防喷管，其结构和作用与钢丝作业防喷管一样。储能器连续油管的储能器可分为两种类型：活塞型和助推型。前者多设置在驱动装置上，以防在发动机失灵等情况下，仍能控制外链挤压连续油管，防止连续油管松脱下滑；后者多设置在操作间下方，并与防喷器相连，以备在动力源失控情况下，仍能提供能量关闭防喷器。12连续油管设备篇动力源动力源由柴油机、液压泵、液压油箱及液压控制系统组成。它能向连续油管的注入头、油管滚筒控制系统、操作间及防喷器控制系统提供液压动力。13连续油管设备篇滚 筒滚筒下端的马达通过滚筒上的轴链和滚子使滚筒有方向地转动。滚筒的大小决定了所使用的连续油管的尺寸和长度，滚筒

6、的主轴是空心的，通过它可泵送各种液体进入连续油管内部，从而保证在连续油管下入或回收过程中能进行循环。在紧急情况下，可以关掉油管及轴梁间的一个34.5MPa 或69MPa 的截流阀。14连续油管设备篇操作间操作间内的仪表盘上安装了各式的控制阀和仪表。油管滚筒和注入头由双向开关来控制其传输的方向。速度的变化由调压阀控制，其压力显示在仪表盘上的两只压力表上。油管排放器的马达、柴油机的油门、柴油机的紧急关断、井口压力表、油管悬重仪、防喷器等装置的控制开关也都在操作间的仪表盘上。15连续油管工具篇连续油管井下工具工具接头单向阀安全丢手气举、冲洗工具钻、磨、扩工具打捞工具定位工具封隔工具16连续油管工具篇

7、连续油管接头压制式连接器是将井下工具与连续油管进行连接的一种连接工具。通过连续油管环压工具对连续管进行压制，实现连接。如Roll-on接头、 Dimple-on 接头都属于这种类型。相比常规连续油管接头，Dimple-on 接头有如下优势：有更高的机械强度；（与油管本体相比）连接时间更省时；通径更大；适应酸化环境；可反复使用。Dimple-on Dimple-on 接头接头Roll-on Roll-on 接头接头17连续油管工具篇马达头总成马达顶部总承是一种连续油管井下工具总承包括：筒芯式双阀板单流阀、投球式液压脱手装置、双作用循环短接。18连续油管工具篇筒芯式双板单流阀筒芯式双阀板单流阀可提

8、供双保险以防止液体反流至连续油管内部。此工具的优点是维修快捷、易于筒芯的更换。19连续油管工具篇投球式液压脱手装置脱手时投球至活塞座，连续油管打压剪切已知的剪切销钉/剪切盘值。销钉/剪切盘剪切后活塞移至脱手位置起出工具的上半部分，在井中的部分留有GS打捞鱼径以便于将来的打捞作业。20连续油管工具篇循环短节双作用循环/破裂盘短节设计作为一种井下工具总成安全循环装置。设计结构为：剪切球座，破裂盘。在连续油管作业中有时会失去循环，从连续油管打压打破破裂盘以获得足够的循环泵速泵入剪切球。投球后油管再次加压剪切剪切销钉，下推球座获得最大循环排量。21连续油管工具篇震击器连续油管震击器分为上击器（S.A.

9、U）和下击器（S.A.D），震击器的工作是靠泵入液体的同时上提或下压管柱。震击力的大小是由工具加压或上提力的大小来决定的。适用于各种打捞作业。与常规震击器相比减少了连续油管弯曲次数。适用于无法使用震击器的长水平井段。开关滑套作业。下入/回取堵塞器。可与扩孔器连用用来除垢。22连续油管工具篇连续油管加速器连续油管加速器用来协助和加大震击器的震击力。它是有一组片式弹簧组成，弹簧的压缩和拉伸来加大震击器的震击力。23 盲堵 替入 向下 侧向 向上 多向喷嘴连续油管喷嘴 作为水平井冲砂配套工具最主要的就是喷头。针对砂粒不同直径，不同沉降速度，不同的板结程度，开发不同型式的喷头。连续油管工具篇24连续油

10、管工具篇液压驱动内捞工具液压驱动GS下入/打捞工具设计用来下入或打捞标准打捞鱼径的井下工具。液压驱动GS下入/打捞工具打捞时管柱下压自动锁住落物。连续油管内部加压可使GS鱼径上脱手。25连续油管工具篇液压驱动外捞工具液压驱动外捞工具设计用来下入/打捞井下外捞鱼径的流体控制设备。液压驱动打捞工具打捞时管柱下压自动锁住落物；在锁住位置，工具的弹性爪由外筒保护，操作手可大力连续震击不用担心会剪切弹性爪。连续油管内部加压可使打捞工具从鱼径上脱手。26连续油管工具篇液压驱动可选择性滑套开关工具液压驱动可选择性滑套开关工具不需要投球驱动开关。通过连续油管内部打压使滑套开关工具张开。可用于滑套选择性开关作业

11、。27气举工艺篇连续油管气举工艺技术定义：将连续油管下至井内静液面以下，利用氮气设备向井内泵注高压氮气，连续油管内的氮气受到环空液体的压力而被压缩，其压力增加值与连续油管的深度有关。当连续油管内的压力大于环空压力时，氮气进入环空与井液混合，带动液体向上流动，并举升到井口，该过程即氮气气举作业过程。气举排液主要有两种方法：连续注入法、定点注入法。连续注入法、定点注入法。制氮设备：通用的制氮设备为膜制氮设备，包括空压机橇、膜分离橇、增压撬、动力橇几部分。经过分离得到的氮气纯度一般在95%99%之间，达到要求的氮气经增压泵增压后，从连续油管进入井内，按照氮气设备排量分为600m/h、900m/h、1

12、200m/h。28气举工艺篇膜制氮原理：膜组是由上百万根像头发丝一样细的中空纤维缠绕而成。压缩空气由纤维孔中流入，在压力作用下，气体分子在膜壁上吸附、溶解、扩散、脱溶然后逸出到膜外。由于不同的气体完成上述过程速度不同。而氧、二氧化碳、水蒸气、乙炔等渗透速率高的快气，由高压内侧经由纤维壁渗出，被排出膜组；氮气等渗透速率低的慢气 ，被富集在中空纤维膜内，由膜组的另一端送入用户，从而实现了空气中氧、氮分离。膜制氮气原理图膜制氮气原理图压缩空气压缩空气产品氮气产品氮气H2OCO2H2HeO2ArN2CH4富氧废气富氧废气渗透率大渗透率大渗透率小渗透率小29环境环境空气空气空压空压机组机组压缩压缩空气空

13、气空气处空气处理装置理装置净化压净化压缩空气缩空气膜分离膜分离制氮装制氮装置置低压低压氮气氮气增压增压机组机组高压高压氮气氮气控制系统控制系统膜制氮系统膜制氮系统膜制氮气流程图膜制氮气流程图气举工艺篇30气举工艺篇气举施工设计：主要包括施工井的基本数据、生产数据、井斜数据、生产管柱图、设备及工具选择、连续油管下入模拟分析、气举施工步骤、工期计划、安全风险分析及应急预案等。气举工具串：连续油管接头+1.75 马达头总成+气举喷头。31气举工艺篇气举作业施工程序：作业准备，组装井口：连接注入器、防喷器、防喷管及动力管线等，插入连续油管至鹅颈管，制作连续油管接头；连接地面管线，连续油管内通水至返出干

14、净；地面流程及防喷系统试压；打开采油树阀门，下入连续油管；连续油管注氮，进行分段氮气气举，根据出液量决定是否加大氮气排量或下深连续油管；起出连续油管至井口，作业结束。32气举工艺篇气举参数记录：时间、注气压力、注气排量、氮气纯度、油嘴、油压、井口温度、井下安全阀压力、套压、井下压力计压力、瞬时产气、瞬时产液、累计产气、累计产液、累计产油、累计产水等。气举作业时，随时关注井口压力及温度变化，如果油压及井口温度快速上升，说明井有喷活的趋势。如果有井下压力计，可通过井下压力计的压力变化判断井筒积液深度。一般气举深度不会太深，根据排液情况逐渐加深，进行分段气举排液。33开关滑套工艺篇连续油管开关滑套工

15、艺技术定义：对于大斜度井，当钢丝作业无法实现开关层作业时，使用连续油管进行开关滑套的作业，达到开关层的目的。优势：连续油管拉力最大可以达到30000lbs左右，大大超过钢丝拉力；对于井斜超过60的井，钢丝作业下入困难，而连续油管可以满足大斜度井及水平井作业；连续油管液压驱动滑套开关工具，可以选择性打开或关闭任何一个滑套。滑套开关及原理滑套通过移动内套筒用于关闭或连通油管与环行空间之间的通道：当内套筒的孔道对着滑套本体的通道时，滑套处于打开状态；当两者错开时，则关闭。以向下移动内套筒打开滑套通道的滑套为例来说，从关闭状态打开滑套开始，其步骤如下（滑套开关示意图）。34开关滑套工艺篇35开关滑套工

16、艺篇连续油管液压滑套开关工具工作方式：液压驱动，通过向连续油管内打压，使滑套开关工具移位爪张开，连续油管内泄压，工具移位爪收回。特点：一次下入连续油管，可选择性打开或关闭多个滑套；由于气井结垢等因素影响，有时滑套难以活动，使用液压驱动滑套开关工具，避免了工具遇卡的风险。36开关滑套工艺篇案例分析天外天A4井连续油管关滑套作业背景：天外天A4井于2012年6月进行上返补孔大修作业以后，2013年8月开始产出地层水，并且产水量持续上升，最高达到120m，截止到2015年6月该井已经停喷，油藏分析为H3/H4出水，因此建议关闭H3/H4层滑套。考虑2014年9月进行的钢丝作业，通井至3250m，悬重

17、异常增大，无法通井到H3/H4滑套位置（3757.7m），本次作业采用1.5连续油管，再次尝试关闭H3/H4层滑套。风险点：钢丝通井至3250m56，悬重异常增大，连续油管下入时需注意悬重变化。H1SC-1R封隔器封隔器3090.4mHS封隔器封隔器3070.6mH3/H4H62.25“CMD滑套滑套3129.6m2.25“CMD滑套滑套3757.7mFB-1封隔器封隔器3635.4mFB-1封隔器封隔器4218mFB-1封隔器封隔器4350.6mTWT-A4井生产管柱图37开关滑套工具串： 1.5 连续油管+接头+1.75 马达头总成+液压震击器+液压滑套开关工具+1.75 喷头。开关滑套作业施工程序：作业准备，组装井口：连接注入器、防喷器、防喷管及动力管线等，插入连续油管至鹅颈管，制作连续油管接头；连接地面管线，连续油管内通水至返出干净；液压驱动滑套开关工具功能试验，记录工具地面开启压力；地面流程及防喷系统试压；打开采油树阀门，下入连续油管；下至滑套位置，测上提/下放悬重；连续油管内部打压使滑套开关工具工作，打