M60DS74-5240X防喷盒在连续油管作业机上的应用

摘要 CT220连续油管车原厂配备的防喷盒在使用多年后，越来越不适用油田施工作业需要，承压低，磨损快，施工中无法更换密封件。吐哈井下公司通过引进M60DS74-5240X防喷盒，代替CT220连续油管车上原有防喷盒，其应用优势明显。

关键词 防喷盒；连续油管；油管作业机

中图分类号TE93 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）71-0100-02

0 引言

吐哈油田1993年引进CT220型连续油管作业机，开发了气举排液、冲砂解堵、清蜡、钻塞、水平井拖动酸化等井下施工作业。随着油气田开采技术的发展， CT220连续油管作业机防喷盒不能胜任高压井施工需求。2011年2月，吐哈井下公司引进M60DS74-5240X防喷盒，其目的是提高连续油管作业机的工作性能，满足高压井的施工。

1 连续油管井控特点及防喷盒工作原理

1.1 连续油管井控特点

连续油管井控体系目的是修井作业创造安全的工作环境，依据当前地面压力为工作压力进行设计的，最小工作压力为34MPa。井控系统装置包括四套液压驱动的防喷器芯子：全封芯子、油管剪断芯子、卡瓦芯子和不压井作业芯子，是连续油管作业车的重要组成部分。在连续油管进行带压作业时，井控系统是正常工作的重要部分，起下连续油管作业时都需要进行操作，以保障作业施工的正常进行。

1.2 防喷盒工作原理

防喷盒由自封胶芯、铜套、胶木压板组成，是井控体系的重要组成部分。其工作原理是在起下连续油管时，自封胶芯与连续油管在外部压力的作用下相互紧密接触形成密封，隔离油井内部与大气之间的压力，实现井控的效果。

自封胶芯的控制系统是位于注入头下方和复合闸板井控装置上方的远控液压装置，通过液压系统推动防喷盒的液缸压缩弹性元件（自封芯），与连续油管外壁形成紧密的接触，从而实现密封。密封效果取决于施加操作者控制在防喷盒上的压力。施加在防喷盒上的最小液压是为了防止溢流产生。其余的压力则压缩弹性元件 ， 导致弹性元件迅速发生形变 ， 并增加维持连续油管在防喷盒内的运动的最小轴向载荷。

1.3 防喷盒失效原因分析

防喷盒失效主要由于防喷盒胶芯损坏或者防喷盒压力不够的原因，导致防喷盒胶芯与连续油管不能有效密封。

1）非挤压环磨损严重。胶芯在液缸的推动下， 因非挤压环磨损消耗产生的间隙，胶芯上部中心突起，导致接触不完全，从而影响封隔效果；2）自封胶芯补芯磨损严重。补芯可以消除管子弹性形变的剩余弯曲，使管子处于竖直状态，以保证封隔效果。起下连续油管作业时，补芯会在引导衬套内壁产生摩擦，导致内壁受损孔径增大，使连续油管在经过补芯时，在液压作用下会较大幅度的影响胶芯的动态工作效果，造成胶芯与管子之间密封不严；3）连续油管外壁不光滑。外壁表面不平整，存在坑洼现象，会影响连续油管和自封胶芯的接触效果，同时会伤害补芯和胶芯的内壁，从而导致连续油管和防喷盒接触效果和密封性差；4）液压系统液路控制失效。液压控制失效，防喷盒液缸不能有效推动胶芯动作。

2 CT220防喷盒与侧门式防喷盒应用对比

2.1 应用情况

CT220防喷盒铜套长度小，连续油管扶正效果不好，导致连续油管与防喷盒之间磨损严重。防喷盒失效时，CT220防喷盒密封结构是相互影响，为避免因连锁效应失效，须快速及时更换失效部件。M60DS74-5240X防喷盒只需加大液缸油压，强行密封。

吐哈油田井下公司CT220连续油管车进行气举排液、清蜡解堵、冲砂和试油等油气井的施工作业。在作业施工中，因原车CT220防喷盒实效，导致施工险情情况如表1所示。

表1 CT220防喷盒失效引起险情一览表

2011年2月5日，吐哈油田井下公司改装使用M60DS74-5240X防喷盒，截止到2012年4月，累计进行油气井的连续油管技术施工作业72井次，防喷盒实效导致的施工险情发生率为零。

下面是具有代表性的几次施工作业。

2011年6月12日，吐哈油田神272井进行连续油管冲砂解堵施工作业。由于压裂形成井内砂堵情况严重，最大工作压力达到45MPa，累计施工26h。施工作业中，M60DS74-5240X防喷盒工作性能良好。

2011年9月23日，吐哈油田英4平1井进行连续油管稠油热洗施工作业。使用热稀油进行热洗解堵，最大工作压力达到46MPa，累计施工31h。施工作业中，M60DS74-5240X防喷盒工作性能良好。

2.2 性能对比

1）CT220防喷盒施工作业最大工作压力35MPa。M60DS74-5240X防喷盒施工作业最大工作压力70MPa。M60DS74-5240X防喷盒可以满足与现场施工中地层压力较高的油气井施工的要求；2）CT220防喷盒分瓣式胶芯接触面采用平面接触，密封性不好。M60DS74-5240X防喷盒分瓣式胶芯半球齿面接触方式；3）CT220防喷盒芯子结构采用分瓣式胶芯和芯套组成，防喷盒芯子结构为分瓣式胶芯组成，CT200防喷盒胶芯厚度为16.2mm，抗磨效果较差。M60DS74-5240X防喷盒不需要胶套，直接用胶芯密封，胶芯厚度达30.4mm，胶芯使用寿命大大延长。

2.3 磨损情况对比

防喷盒磨损失效，实质是自封胶芯磨损严重，与连续油管形成密封效果差，无法完全控制油气井内压力，导致井内油气水外溢，使作业措施无法进行，给油气井带来严重的安全风险。

影响防喷盒磨损实效的主要因素有非挤压环磨损严重、补芯磨损严重、连续油管外表不清洁和操作不当等。而在施工作业现场，对防喷盒最直观的检测方法是防喷盒是否发生刺漏，并打开防喷盒，目测胶芯是否变形，以及与连续油管的接触程度。CT220防喷盒芯子每次施工前都需要进行更换，确保性能良好，因为施工中无法进行更换，M60DS74-5240X防喷盒芯子由于在施工中可进行更换，施工5井次后在进行检测，确定是否需要更换。

3 结论

1）M60DS74-5240X防喷盒最大工作压力为70MPa，极大地提高了油管车的井控能力，满足施工作业井内压力较高的油气井的施工作业技术和安全要求；2）M60DS74-5240X防喷盒维修安全便利。防喷盒采用侧开式，防喷盒胶芯失效时无需要起出井内的连续油管，直接关闭防喷器卡瓦和半封进行检查更换；3）M60DS74-5240X防喷盒符合施工要求。CT220防喷盒胶芯使用寿命为压力25MPa连续油管起下5 000m左右。M60DS74-5240X防喷盒使用寿命在压力25MPa连续油管起下40 000m左右。

参考文献

[1]赵章明.连续油管工程技术手册[J].石油工业出版社，2011，5，1：43-45.

[2]余江.连续油管技术应用研究[J].新疆石油科技， 2011，4(11)：20-21.