常开阀在几种修井作业管柱中的应用

【摘要】针对目前直井作业管柱中桥塞丢手、管柱试压存在的缺陷以及在水平井和大斜度井中使用桥塞封层存在的问题。本文介绍了一种常开阀，该工具连接在上述三种作业管柱中能较好的解决目前存在的缺陷。

【关键词】常开阀 修井作业管柱 应用

在修井作业过程中封层采用可钻式桥塞或可取式桥塞的修井作业量约占总作业量的15%～25%。目前普遍采用的桥塞丢手需要投球打压，据统计每年吐哈油田由于井筒处理不干净造成造成铁锈、水垢、胶片等沉淀卡在送塞工具球座位置，造成钢球无法到位桥塞丢手困难的井约为5-10口井。对修井封层，提高施工效率具有很大的约束性，其次管柱试压普遍采用下井管柱中接球座，投球打压对管柱试压，管柱试压结束后反洗将钢球洗出地面，但部分井反洗过程中钢球未能洗出地面，造成带水起钻，污染环境。再次水平井、大斜度井、套变井中由于井斜、溢流，套管变形等造成目前桥塞无法实现封层的目的，需要利用水力扩张式作为封堵工具。在采用水力扩张式封隔器作为丢手桥塞坐封时需要建立循环通道，无配套工具。

1 几种修井作业管柱存在的缺陷

1.1 常规桥塞丢手的缺陷

目前，国内常用的可钻桥塞和可回收桥塞主要有四机塞瓦生产的WBM系列可钻桥塞以及江苏鑫源、庆源等厂家生产的QSA系列可回收桥塞：这两种型号的可钻桥塞、可回收桥塞普遍采用坐封工具携带桥塞下入预定位置，投球打压送塞工具下移后拉断释放环后桥塞坐封。目前这种丢手方式存在的不足主要有以下几种情况：

（1）井筒处理不干净或层间矛盾出砂时，在桥塞下到预定位置投球时送塞工具内腔被铁锈、水垢、地层砂或其他东西填满，造成钢球无法落到球座位置，在打压过程中压力打不起来，桥塞无法丢手。

（2）由于操作者对工具结构原理不清楚，在下钻过程中将钢球投入管柱内造成桥塞在内外压差作用下提前坐封。

（3）在管柱到位后投球侯沉时间长，由于作业井深的差异，在投球侯沉中需要30-60分钟时间，作业效率低。

（4）部分桥塞送入工具多次使用后球座密封面磨损，钢球投入后密封性差，造成压力打不起来，桥塞无法丢手。

1.2 管柱试压存在的缺陷

目前管柱试压普遍采用球座试压，下钻前在通井规或刮削器上部连接球座，完成通井或刮削工序后投球对管柱进行试压。试压结束后采用反洗井或投杆的方式泄压，起出试压管柱，但在反洗钢球过程中由于排量、地层漏失等原因造成部分井钢球无法洗出，形成带水起钻，污染环境。

1.3 水平井、套变井、大斜度井封层中存在的缺陷

目前的可钻桥塞、可回收桥塞在通过套变井变形段后不能满足大膨胀量；在溢流井中可钻桥塞、可回收桥塞易中途坐封；在水平井、大斜度井中钢球无法坐到球座位置，桥塞无法丢手。

2 常开阀的结构特点

常开阀主要由阀体、阀套、阀芯、弹簧及密封圈、下接头部分组成，如图1，阀体与下接头为2 7/8UPTBG用于与管柱相连接，在阀体内腔里装入阀套、阀芯、弹簧及密封圈。阀体与下接头通过M90*2的螺纹连接即可，在阀体中部有∮20mm的孔四个，在阀芯上开有∮10mm孔四个，在未打压情况下，阀芯的孔正对上接头孔，在下钻过程中可以建立油套循环。

工作原理：

在下钻过程中，阀芯处于开位，由于常开阀阀芯孔与上接头旁通孔连通，在油套之间建立循环通道，在下到预定位置后打压，需要对管柱试压或桥塞丢手时，地面水泥车打压，在压差作用下，阀芯推动弹簧下行进入阀座，堵死阀芯孔与上接头旁通孔之间的通道，形成压差可以进行桥塞丢手、管柱试压等作业，施工结束后，油管泄压，在弹簧力作用下阀芯上移复位，油套通道打开，可建立循环。

3 现场应用效果

2008年以来，现场应用30余井次，施工成功率100%，封层、试压作业周期缩短4h，大幅提高了作业效率，降低了作业成本，减少了作业过程中对环境的污染。

（1）常开阀研制成功后，在利用桥塞封层中得到了广泛应用，将常开阀连接在送塞工具上部，将送塞工具的球座直接改为堵头，在下钻过程中常开阀处于开位油套畅通建立循环，避免了送塞工具内腔被异物堵塞，钢球无法到位打不起压力的问题，桥塞管柱下到预定位置后直接打压，常开阀关闭管柱憋压桥塞丢手。取消了在桥塞丢手过程中投钢球的工序，每口井可以缩短施工周期1小时。同时解决了原有桥塞丢手管柱通道小，在丢手后无法建立气举的问题。在吐哈油田WN6井等数十口井得到了使用。

（2）其次在管柱试压中常开阀的下接头内连接一个丝堵，将连接丝堵的常开阀连接在通井规或刮削器上部，施工结束后可以对管柱进行试压，特别对油管漏失的井分段试压效果更好。可以随时分段进行试压。先后在吐哈油田WX1-63井、WX8-25井等数十口井在通井、刮削等工序中实现了对管柱的试压，施工成功率达到100%。

（3）在水平井、套变井、大斜度井中通过常开阀连接K344封隔器完成了吐哈油田牛平17-14井、勒平2井等水平井的封层。

4 结论

（1）常开阀结构简单，维护保养方便，承压能力强，可多次反复使用。

（2）现场使用证明，通过常开阀可以在多种不同目的的管柱上连接，达到不同的施工目的，减少了频繁起下钻存在的周期长、施工费用高、增加安全风险等问题，

（3）通过常开阀在管柱试压中的使用，减少了循环用液，降低了排污费用。避免了原有管柱试压过程中钢球为能反洗出来造成的带水起钻，减少了环境污染。

参考文献

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