中国石油大港油田公司 第五采油厂 天津 300280
摘要：泄压装置是井下作业中常用到的一种能使管柱内部与油套环空连通，使管柱内部流体流出，管内压力下降的装置。泄压装置能够可靠泄压对施工质量起着至关重要的作用。目前的泄压装置采用投棒式，对于水平井来说需要下入多个泄压装置才能实现全井筒泄压，且井筒如有结蜡、结垢或者稠油则存在投棒机械泄压失败的问题，投棒不能准确将泄压柱砸断。同时泄压后泄压工具也不能根据需要实现管柱再次封闭。目前也有液压式泄压装置，但是该装置不能对泄压压力控制，井内压力如有波动可能造成提前泄压或误泄压，同时泄压后管柱不能实现再次密封。因此笔者设计了一种能够使管柱泄压后实现再次密闭，同时保持内部通径的多功能泄压装置。
关键词：多功能；泄压装置；滑套；研究；设计
前言
水平井能够穿越更长的油层，能有效提高油井产量。水平井在穿越疏松砂岩油藏的过程中，井眼周围地应力的不均匀，承载压力远大于直井，这就造成了水平井在生产过程中更容易出砂，一般水平井防砂完井后若干年需二次防砂，需要将原来的筛管、悬挂工具串起出，对油井做处理后，下入新的防砂完井筛管串。在原井防砂完井管柱打捞的过程中，需要使用管柱泄压装置。大斜度井和水平井倒扣扭矩主要消耗在克服管柱和套管之间的摩擦力上了，无法实现倒扣丢手，需采用管柱泄压。因此，文章针对管柱泄压过程中出现的各种问题进行了梳理分析，针对相关工艺和配套工具的内部结构进行了优化设计，为后续的顺利施工奠定基础。
目前现有的液压泄压装置由上接头、工作管、下接头、泄油口、弹簧、活塞、剪钉等组成，工作时对管内加压，依靠活塞向下运动，剪断剪钉，漏出泄油口，实现管柱泄压。该类泄油装置主要存在以下不足：一是该类泄压装置泄压后，管柱不能再次实现密封。二是该类泄压装置泄压过程中井内如有压力波动可能造成提前泄压或误泄压。针对现有泄压装置存在的泄压后管柱不能实现再次密封的缺点，且泄压过程如井内有压力波动可能造成提前泄压或误泄压的缺点，提出了一种泄压后可以再次密封管柱，且如果不投球则管内压力无论如何变化都不会造成管柱泄压的装置，增加了施工的安全可靠性。施工后可溶球溶解，可以得到畅通的管内空间。可以用于水平井和大斜度井，也可用于直井。
1.多功能管柱泄压装置特点
本文设计的泄压装置，需要对管柱泄压时，小可溶球推动下滑套向下运动，泄压压力可以根据井况提前设置调节，稳定可靠。只要不投球，无论管内压力如何变化都不会出现泄压的情况，泄压过程安全可控。中密封圈密封效果好，能够保证上滑套与下滑套密封质量。泄压装置泄压后可以根据需要用可溶球将上滑套关闭，实现管柱再次密封，同时关闭压力可调。施工结束后小可溶球和大可溶球自动溶解，得到畅通的管柱空间。该工具施工结束后，只需更换剪钉，即可再次下井使用，经济节约，增加了工具的使用次数和寿命。
2.多功能管柱泄压装置结构分析
多功能管柱泄压装置主要由外筒1、上滑套2、上密封圈3、关闭剪钉4、中密封圈5、下滑套6、液流孔7、销钉8、泄压剪钉9、滑槽10、下密封圈11、小可溶球12、大可溶球13组成。
外筒1最上端外侧开有外螺纹，可以与油管相连。外筒1中上部钻有螺纹孔，关闭剪钉4镶嵌在里面。外筒1中部钻有液流孔7，连通油管内外空间。外筒1中下部钻有滑槽10，销钉8在其内上下自由滑动。外筒1中下部钻有螺纹孔，通过泄压剪钉9与下滑套6连接在一起。外筒1最下端外侧开有外螺纹，可以与油管或工具相连。上滑套2最上端内侧加工有锥面，大可溶球13坐在锥面上。上滑套2最上端外侧加工有密封槽，内放上密封圈3与外筒实现密封。上滑套2中部外侧加工有剪钉槽，关闭剪钉4端部顶在凹槽底部。关闭剪钉4将上滑套2和外筒1连接成一个整体。上滑套2下端内侧加工有内阶梯。下滑套6上端内侧加工有锥面，小可溶球12坐在锥面上。下滑套6上端外侧加工有密封槽，内放中密封圈5与上滑套2实现密封。下滑套6上端外侧加工有阶梯，与上滑套2顶紧装配体在一起。下滑套6中部钻有螺纹孔，与销钉8连接在一起。下滑套6中部钻有螺纹孔，通过泄压剪钉9与外筒1连接在一起。下滑套6下端外侧加工有密封槽，内放下密封圈11与外筒1实现密封。小可溶球12坐在下滑套6上端，实现密封。大可溶球13坐在上滑套2上端，实现密封。
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图1 多功能泄压管柱未工作状态
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图2 多功能泄压管柱再次密闭状态
3.具体施工过程
在施工作业过程中，泄压装置通过外筒1上端的外螺纹与油管连接下入井中，外筒1的下端可连接油管或者工具。管柱到达预定位置或施工作业过程中需要对管柱进行泄压时，投入小可溶球12，同时打入流体，最终小可溶球12到达下滑套6处，当管柱内流体压力达到一定值时，泄压剪钉9被剪断，下滑套6、小可溶球12和销钉8一起向下运动至滑槽10的最下端，此时泄压孔7将油管内外腔室连通，实现油管泄压。施工结束后，需要将管柱内部重新密封，投入大可溶球13，并打入流体，最终大可溶球13到达上滑套2处，当管柱内压力达到一定值时关闭剪钉4被剪断，大可溶球13和关闭剪钉4一起向下运动，上滑套2的下端和下滑套6的上顶端套接配合在一起，通过中密封圈5实现管柱密封。一段时间后大可溶球13和小可溶球12溶解，管柱内部通道畅通，重新获得内部密闭的管柱结构。
4.现场应用情况
多功能管柱泄压装置在现场的水平井、大斜度井、直井等井型中大量应用，效果良好，充分保证了施工的顺利进行，为油田公司的上产稳产提供技术支撑。
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