不压井换阀采气井带压换阀方法

不压井换阀采气井带压换阀方法

sulig气田是一个“低渗、低产、低产”的气田。为了实现大规模经济的有效发展，要根据气田的实际情况，坚持“依靠科技、创新机制、简化开采、走降低成本”的经营模式。为此,2006年7月,长城钻探工程有限公司苏里格气田合作开发项目经理部开发应用了不压井换阀采气井口。该采气井口是将常规的11阀简化为6阀,从而降低了生产成本。在压裂和采气生产期间,由于采气井口阀门的密封面上有杂质,导致阀门的阀板与阀座表面损伤,致使阀门损坏需要更换阀门。为此,配套开发应用了一种可直接用于压裂的不压井换阀采气井口。该不压井换阀采气井口可在不压井状态下进行带压换阀作业,具有施工安全可靠、操作方便等优点,与压井换阀门作业相比,可避免压井液对储层的污染,其经济和社会效益十分显著。1.u3000背压阀螺纹不压井换阀采气井口主要由下悬挂直座式油管头、5个平板闸阀、1个可调试节流阀、小四通、油管悬挂器等部件组成,结构如图1所示。(1)下悬挂直座式油管头上部法兰为ϕ179.39mm(7116(7116英寸),耐压70MPa;下部法兰为ϕ179.39mm,耐压70MPa;两侧旁通为ϕ65.08mm(2916(2916英寸),耐压70MPa,旁通内置背压阀螺纹(212(212英寸BPV),用于不压井更换套管阀门作业,如图2所示。(2)油管悬挂器上端螺纹为ϕ73mm(278(278英寸)UPTBG(内螺纹),下端螺纹为ϕ88.9mm(312(312英寸)UPTBG(内螺纹),内置背压阀螺纹(212(212英寸BPV),便于不压井更换主阀作业,双外螺纹短节螺纹为ϕ88.9mmUPTBG×ϕ73mmUPTBG。(3)平板闸阀平板闸阀为明杆带下导杆式结构,由阀体、阀座、波形弹簧、闸板、阀杆、阀盖、阀杆螺母、密封填料等零部件组成。阀座、阀板和阀杆均选用2Cr13材料。阀板、阀座的密封副表面均喷焊镍基合金,其表面硬度为47～57HRC,具备了抗冲蚀、耐磨损的特点,可有效保证闸阀的使用寿命。阀座采用浮动形式,能保证阀座与闸板的有效密封。阀门密封填料采用唇形型式,能保持常压及高压的正常密封。(4)可调式节流阀可调式节流阀采用针式结构,且锥形阀针和阀杆小螺距传动,可对天然气(石油)的流量、压力进行控制和调节。为了使调节后的气量保持稳定和避免阀杆自动退出,配有锁紧拼帽。阀杆采用2Cr13材料,阀针锥面喷焊(堆焊)硬质合金,阀座采用硬质合金烧结。2.背压阀螺纹加工不压井换阀采气井口的设计是将常规的11阀简化为6阀,在油管头四通两侧旁通及油管悬挂器上加工有内置背压阀螺纹。在实际生产使用过程中,当该采气井口主控阀门漏气需要更换时,通过专用工具将背压阀送入背压阀螺纹,从而实现封堵进行不压井换阀施工。3.不压井换阀采气h(1)不压井换阀采气井口解决了高压条件下,更换生产闸阀及套管闸阀的技术关键,保证了生产安全,避免了以往压井换阀作业时压井液对储层的污染。(2)采用不压井换阀采气井口,可去掉备用闸阀及其他部件,大大简化了目前常规的采气井口装置,仅闸阀1项已由原井口装置的11个,减少至6个,降低了生产成本。(3)减少了作业费用,装置一次性装定,既能满足投产前压裂高压作业的要求,又能满足后继采气工艺的所有要求。更换控制阀采气井口1#、2#、3#闸阀是采气井口的关键阀,通过向油管或套管下入堵塞器封堵油管或套管,使井口油压或套压降为0,然后拆除井口1#、2#、3#闸阀,进行更换闸阀作业。1.带压换阀换阀利用取送工具,将背压阀拧入油管头四通一侧旁通或油管悬挂器内的背压阀螺纹(212(212英寸BPV),封堵套管或油管,从而实现不压井工况下更换套管或采气井口主控阀。带压换阀作业用背压阀结构如图3所示,背压阀取送工具结构如图4所示。不压井换阀时,关闭该通道所有阀门,从顶级阀处连接上背压阀取送工具,再打开通道的阀门,将背压阀送入油管四通两侧旁通或油管悬挂器,并旋合背压阀,即可切断介质,进行采气井口换阀作业。换阀完毕后,反序操作,即可退出背压阀及取送工具。该方法具有施工安全、施工方法简单等特点,但缺点是仅能用于不压井换阀采气井口。2.液压式油管堵塞器工作原理采用液压式油管堵塞器更换采气井口1#阀门,将堵塞器送达预定位置后,液压泵通过高压胶管和传送杆向液压缸输入液压油,液压缸的活塞移动而产生一个轴向力通过锥套作用于卡瓦牙,使卡瓦牙张开锚定于油管的内壁使其不被井内压力推出。液压缸的轴向力同时作用于胶筒胀大至紧贴油管的内壁,以封闭油管内腔。装于活塞内的液压锁封住液压缸内压力,使工具保持工作状态。通过放气截止阀将堵塞器后部剩余压力卸掉,确认密封可靠后,拆除送进装置,即可实施更换1#阀门作业。换上新阀后,将工具解封并退出,带压换阀作业即告完成。液压式油管堵塞器结构如图5所示。同理,可采用液压式套管堵塞器更换采气井口2#、3#闸阀,将堵塞器卡瓦牙张开锚定于油管头四通侧孔内壁,胶筒胀大至紧贴侧孔内壁,以密封侧孔内腔。通过放气截止阀将堵塞器后部剩余压力卸掉,确认密封可靠后,拆除送进装置,即可实施更换2#、3#闸阀作业。换上新阀后,将工具解封并退出,带压换阀作业即告完成。液压式套管堵塞器结构如图6所示。液压式堵塞器换阀方法属风险作业,其最大风险主要集中于已实施封堵并拆下主阀但尚未完成新阀换装的时间段。如果此时封堵器发生泄漏或意外解封,则可能导致井喷失控。因此,保证堵塞器的性能是安全作业的关键,必须严格遵循和落实相关的技术规范及措施。液压式堵塞器换阀方法的优点是可用于任何类型的采气井口带压换阀。3.主要技术(1)节流阀工作压力公称通径:65mm;大四通垂直通径:160mm;节流阀最大节流通径:45mm;额定工作压力:70MPa;悬挂油管:278278英寸UPTBG;悬挂方式:下悬挂式油管悬挂器。(2)表1显示了液体压裂压裂压裂压塞的主要研究成果“不压井换阀”阀使用效果2007年苏里格气田开始大面积推广使用不压井换阀采气井口,据不完全统计,截止目前推广使用已超过300口井。主要由江苏咸中石油机械有限公司、西安东新石油设备厂等生产厂家生产。2006年7月23～25日,长城钻探工程有限公司苏里格气田合作开发项目经理部利用西安东新石油设备厂的不压井换阀采气井口换阀技术,成功地更换了苏10-50-54井2#、3#井口闸阀和苏10-39-55井2#井口闸阀,消除了施工井存在的安全隐患。2006年8月27～31日,长城苏里格气田合作开发项目经理部在苏10、苏10-50-34、苏10-50-54、苏10-39-55、苏10-16-18井上,利用泸州川油钻采工具公司的液压堵塞器换阀技术,成功地更换了5个1#、3#井口闸阀和1个2#井口闸阀,液压式堵塞器坐封均一次成功。不压井换阀的优势(1)不压井换阀采气井口将常规的11阀采气井口简化为6阀采气井口,由此将单井成本由13万元降低为8万元,经济效益十分显著。(2)不压井换阀采气井口带压更换主控阀施工作业具有及时、方便、安全等优