浅析钢丝作业井下工具堵塞器在深层气井的应用
钢丝打孔工具在长庆油田的应用分析
钢丝打孔工具在长庆油田的应用分析作者：周忠全张星斗来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第08期摘要：气井大修、产建井井下复杂出现的生产管柱遇卡、油套不连通等复杂井的处理需要建立循环通道，一种便捷、可靠的钢丝油管打孔工具，通过钢丝作业的方式在预定深度打孔，建立油套连通、为此类井下复杂井的后期处理提供压井循环通道，应用效果良好。
关键词：气井井下复杂；钢丝油管打孔油管打孔方式有机械式、化学方法、喷砂射孔等方法，无论是哪种方法，最终的目的只有一个，那就是在井筒需要打孔的地方将油管壁凿穿。
对比几种方法，最经济可行的便是钢丝投放的机械式打孔工具，该工艺具有运输存储不受限，通过钢丝投放快捷高效，对目标管柱外层管壁几乎无伤害等优点。
1 油管打孔工具工艺原理我公司引进的打孔器是国内厂商仿制美国PCE公司机械式油管打孔工具，主要有本体、上销钉、冲头、外套、螺旋弹簧、下销钉、底堵等部分组成（如图1所示）。
油管打孔器下到预定深度后，快速上提钢丝，切断稳定冲头的锁定销钉，打孔器本体上楔形槽推动冲头逐渐滑出本体，冲头从工具本体里释放出来后锚定在油管壁上，即可进行打孔作业。
上销钉的作用是在油管打孔器下入时锁定本体和外套，通过钢丝作业剪切销钉后，本体和外套可以相对运动，冲头被推出打孔器本体，使打孔器可以顺利下放，但上提的时候本体随钢丝向上运动，楔形槽与冲头不断相对运动，冲头被不断地推出横向冲击油管壁，当冲头运动至楔形槽的最高点位置时，冲头横向行程（伸出长度）达到最大值时，油管壁将被击穿。
下销钉的作用是完成打孔后重新锁定本体和外套将冲头收回，便于将打孔器顺利起出。
2 现场运用效果分析2017年进行的两井次油管打孔作业，一共打孔5个，消耗钻头10个，最小孔眼排量260L/min。
打孔目标油管为N80钢级油管，单孔震击次数约20次。
主要出现的不足分析如下：①鋼丝下入打孔工具，应避免钻头遇上接箍。
油管接箍钢级虽然与本体一致，但厚度、内径增加不少。
井下节流工艺在徐深气田的试验应用
节流器连接销钉 ，实现丢手 ，坐封弹簧推动弹簧控
制 杆上 的胶 筒 膨 胀 ，撑 开 密 封胶 筒 ，密 封 油 管 与主
气井 井 下 节 流技 术 应 用 的可 行性 ，此 外 ，井 下 节 流 地 面工 艺 适 应性 试 验 将 从 节 约投 资 、提 高 经 济效 益
体环空 ，实现坐封。
收稿 日期 ：２ １ 一 ６—２ ０Ｉ ０ ２
修订 日期 ：２ １ —１ —２ ０１ ２ ８
作者简介 ：李荣峰 （９ ７ ） １７ 一 ，Ｔ程 师，从事采气 艺研究 。Ｅ—ｍａ ：ｌｏ ｎ＠ｐ ｔ ｃ ｉａ ＯＩ ｎ ｉ ｉ ｎ ｇ ｅ ｏｈｎ ． Ｈ． ｌ ｒ ｒ Ｃ ｃ 天然气 技术 与经济 ／ ４５
２ １ 年 ０２
天 然 气 技 术 与 经 济
Ｎａ ｕ ａ ｓＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅｃ ｎ ｍｙ ｔｒｌ Ｇａ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｏ ｏ
ＶＯ ． １６． Ｎ Ｏ． １
Ｆ ｂ２ １ ｅ ．０ ２
第６ ・ １ 卷 第 期
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／ｊｉ ｎ ２ ９ ｏ：１ ． ９ ９ ．ｓ ． ０ ５—１ ３ ． ０ ２ Ｏ ． １ ｓ １２ ２ １ ． １ ０ ０
１ 井下节流器结构及投送、打捞工艺 ． ２
１ ）井下 节流 器 的结 构
井下节流器主要 由打捞头 、卡瓦 、主体 、密封 胶筒 、弹簧控制杆 、节流嘴 、导 向头及弹簧控制杆
自锁机 构等组 成 ，如 图 １ 。
使得井 口压力趋近于地层压力 ，而外输气要求低压
输 送 ，这对 地 面 系 统 提 出 了较 高 的承压 要 求 ，不 仅 增 加 了 地 面 系统 投 资 ，还 伴 有 一 定 的 安全 风险 。为
钢丝作业技术在不同井况的应用分析
钢丝作业技术在不同井况的应用分析作者：谭村来源：《环球市场》2019年第21期摘要：在油气田开发阶段，钢丝作业是生产井工作状况、井筒状况的重要诊断手段之一。
本文以钢丝作业技术为研究对象。
结合不同井况特点及钢丝作业内容，对不同井况下钢丝作业技术的应用进行了简单的分析。
关键词：钢丝作业技术;井况;打捞井在现阶段油气田钢丝试井过程中，气产量不断增加，井口压力也不断升高，导致井筒条件日益复杂，严重影响了钢丝作业技術的合理应用。
因此，在引进恰当的钢丝试井设备的基础上，结合不同井况，对钢丝作业技术应用方式进行适当分析具有非常重要的意义。
一、钢丝作业技术概述钢丝作业技术主要是通过缠绕在绞车上钢丝、电缆，通过柴油机带动液压油泵，经高压软管，将动力液输送至绞车的适当位置。
随后通过绞车机械的上、下往复提放，控制液压油量、转速，对井下工具进行操作的一种技术。
钢丝作业技术主要包括钢丝绞车、动力系统、地面工具及设备三个模块[1]。
二、钢丝作业技术在不同井况的应用措施（一）钢丝作业投放打捞井下放油嘴操作在油气田钢丝试井作业阶段，通过井下油嘴投放，可以在油气田井下实现节流、降温、降压。
通过降温降压操作，可以促使降温后气体温度低于周边地层温度，有效吸收地层热量，进而促使天然气降压、节流后井口温度被有效回收，抑制地面管线、井筒内水化物的形成。
同时通过油气田钢丝试井作业中油嘴节流降温，可以驱动天然气流体、地层间热量交互，保证地面天然气维持标准安全温度，为气体开采、生产提供良好的环境。
需要注意的是，在钢丝作业打捞、油嘴更换期间，若井底气流突增将会导致井下工具向上方流窜，极易出现钢丝断裂、工具落井失控故障。
针对这一问题，在钢丝作业投放、井下油嘴更换期间，施工作业人员可在施工前期将油井关闭。
如宋深5井层位Klsh3037-2976m井段，在凌晨六点地面开井五个小时后出现分离器冻堵、钢丝断裂情况，安全阀自动泄压，经过五天后续操作，油管、套管陆续冻堵，同时钢丝绳出现断裂。
浅析钢丝作业技术在斜井中的应用
浅析钢丝作业技术在斜井中的应用随着当前煤矿产业的不断发展，在一定科学技术支撑下，矿井掘进方式逐渐趋于斜井这类综合掘进方式。
文章从钢丝作业技术谈起，分析了钢丝作业技术在斜井中的应用，主要对实际应用中的问题展开了详细分析，并给出相应的解决措施，希望能对当前的煤礦安全生产带来一定帮助。
标签：钢丝作业技术；试井工具；斜井0 前言钢丝作业在国内具有悠久的历史，被广泛用于修井作业与油田生产中。
钢丝作业技术既能辅助完成不同的井下任务，还可以融入其他井下作业中，对保障井下施工安全，促进井下顺利施工具有很大帮助。
将钢丝作业技术用于斜井开发中，有助于斜井施工的顺利进行。
1 钢丝作业技术设备与工具（1）钢丝作业技术。
钢丝作业技术主要是利用缠绕在绞车上的钢丝到油井内开展不同的施工操作，通过机械的震击与上下提防来完成井下投放与实际打捞工作，此外，还可以通过传递电信号到井下工具及仪器上开展相应的操作，并将在井下获得的资料实时上传到地面，然后进行相应的处理。
（2）钢丝撬。
钢丝撬作为钢丝作业的主要动力，是整个钢丝操作的基础，由指重系统与绞车构成。
绞车由传动机构、液压马达、钢丝滚筒组成。
柴油机输出液压油后通过高压软管进行动力传输。
循环方向控制绞车滚筒的方向，调压阀控制油量，调控绞车滚筒的速度。
指重系统指的是绞车操作台上面的拉力表，主要是指示钢丝拉力对井下情况进行及时判断。
拉力表是由液压管线、感应器、表头构成。
感应器的一端挂着地滑轮，另一端挂在防喷管上，若钢丝产生拉力，感应器就会产生一定压力，经由管线传递到绞车表里，表头显示实际拉力。
（3）防喷系统。
作为钢丝作业的安全保障，防喷系统有两个技术等级，分别为10000PSI与5000PSI，不防硫与防硫两种类型。
该系统主要包括防喷阀、防喷管、连接头、滑轮、防喷盒组成。
防喷阀可以快速关闭密封钢丝与电缆，保护里面的装置不损坏，当电缆及钢丝在井下作业期间，按掉BOP键就可以对防喷阀上的设备进行维修操作。
第十一章 钢丝和电缆作业——【钻井采油 页岩气】
第十一章钢丝和电缆作业完井过程中的钢丝和电缆作业就是通过缠绕在绞车上的钢丝或电缆利用机械的上下提放达到对井下工具进行操作的目的。
由于钢丝作业的设备简单，价格便宜，重量轻，操作简单，适用范围广和易于下井等特点，在完井作业中应用广泛。
电缆作业的设备则比较重，价格贵，操作复杂，因此，电缆作业主要用于需要即时传送井内资料的情况。
钢丝、电缆作业的特点是带压操作，即通过井口防喷装置的控制达到安全作业的目的。
钢丝和电缆作业外，完井过程中还可能用钢丝绳进行作业。
钢丝绳作业主要用于钢丝拉力满足不了要求的情况，其地面装置与电缆作业相同，所用井下工具除绳帽外基本上与跟钢丝作业相同。
第一节钢丝和电缆作业的种类一、钢丝作业种类1．探测井筒情况1）探砂面或捞砂样。
2）测量油管长度和内径。
3）井下测试，若用地面直读式电子压力计或温度计等仪器，必须使用电缆，若用进下记录式机械压力计或储存数据的电子压力计可通过钢丝作业来完成。
4）油套管腐蚀检测。
5）高压物性取样。
2．油气井生产管柱中有关井下装置的操作和修理1）投捞堵塞器。
2）开关滑套。
3）投捞偏心工作筒内的装置（如气举阀，注入阀等）。
4）投捞钢丝安全阀。
5）强行打开安全阀。
16）油管补贴。
7）投捞射流泵。
8）投捞测试仪器及工具。
3．处理井下事故1）井下切钢丝。
2）打捞井下钢丝。
3）捞砂4）打捞井下落物。
二、电缆作业种类1）坐封桥塞。
2）射孔枪定位。
3）套管正压射孔。
4）过油管射孔。
5）油管穿孔。
6）切割油管。
7）测试。
第二节作业设备一、地面设备钢丝和电缆作业的地面设备的种类基本相同。
如图11-2-1钢丝和电缆作业井口设备所示，主要有绞车，井口连接头，防喷阀，防喷管，井口密封系统，滑轮和指重系统组成。
钢丝作业的井口密封系统比较简单，如图中的密封盒，而钢丝绳和电缆作业的井口密封系统较复杂，需用注脂密封系统。
1．绞车海上完井所用的绞车为橇装式，主要为吊装运输方便，占地小。
（如图11-2-2所示）。
高压气井下钢丝作业技术的应用与风险控制
高压气井下钢丝作业技术的应用与风险控制摘要：近年来对于天然气、石油等石化资源的开发力度不断的加大，一些新的开发方法和开发工艺不断的被创新出来。
目前勘探出来并开发的高压深井油气田越来越多。
相对于普通的油气井，高压气井具有一定的开采难度，存在着一些安全隐患，开采过程中也会对仪器设备的工作状态造成不同程度的影响，高压环境也会严重影响到深井的勘探测量工作。
本文探讨了在高压的环境下钢丝试井作业技术要点以及风险控制的内容。
关键词：高压气井；钢丝作业技术；风险控制引言：现阶段中国海油加大了对天然气石油的勘探力度，在勘探和开采过程中，会涉及到一些高压气井，通常来说会采用钢丝作业对井筒内进行数据测试。
不同井况下钢丝试井技术的应用标准有所不同，高压气井对于钢丝作业也有一定的影响。
通过钢丝试井技术在高压气井中的应用和研究，可以有效的把控作业中的风险，提高钢丝作业的时效，避免设备的损坏，同时也为平台的增储上产做出一定的贡献。
一、钢丝作业的介绍钢丝作业通常指的是钢丝试井技术，是目前对海上油气井开发与开采最常用的一种测试技术。
在测试的时候主要是通过使用防喷系统，滑轮，钢丝工具串、井下工具等结构连接在绞车的钢丝上面，通过控制绞车将对应的井下工具下放到油气井中，从而获取油气井井筒内的压力梯度和温度数据。
一般情况下钢丝作业技术主要应用于海上的油气田中，因为陆地上的油气开采点通常打的是直井，虽然也会有斜井，但井斜度并不高，而且开采地点周围相对宽阔，即便出现了一些故障，运输和维修也比较简单。
海上油田的作业平台面比较小，限制因素比较多，大部分情况下的油气井打的都是斜井，油气井出现问题之后，故障的排除维修以及相关问题的处理都非常的困难，因此海上油田通常会采用相对复杂的井下管柱结构。
管柱工作筒里会投放一些监测仪器用于测量井下数据，比如电子压力计等，于是在海上油田的勘探和测试中，钢丝作业技术发挥着非常关键的作用，目前在海上油田的开发和开采中普遍应用到钢丝试井技术。
常用井下工具原理与用途
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4、卡瓦式封隔器 5）Y453永久式封隔器
用途：用于高压注水、堵水采气、封堵底层等施工作业 。 工作原理：坐封时，向油管内投钢球，打压推动三级坐封活塞下移， 剪断坐封销钉，继续提高压力，坐封工具推动上卡瓦、上锥体下行， 同时压缩胶筒，到额定坐封压力时实现封隔器的坐封坐卡。解封： 下入平底磨鞋进行钻铣，即可实现封隔器解封。 主要技术参数： 工作压差：50MPa； 工作温度：150℃
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4、卡瓦式封隔器 1）Y211封隔器
用途：用于采油、卡堵、找水、分层试油、酸化压裂。 工作原理：按所需高度上提管柱后下放管柱，由扶正器沿中心管轨 迹槽运动，使轨迹销钉从原来短槽到坐封位置时的长槽上死点，从 卡瓦被锥体撑开卡在套管壁上。同时在一定管柱重量作用下压缩胶 筒密封油套环形空间。上提管柱解封。 主要技术参数
用途：用于分层试油、采油、找水、堵水和酸化。不仅可单独使用， 还可与卡瓦式封隔器或支撑卡瓦配套使用。 工作原理：坐封：按所需坐封高度下放管柱。下接头与尾管连接， 以井底或下部支撑卡瓦为支点，管柱重量下压，剪断坐封销钉，压 缩胶筒下行，使胶筒膨胀坐封，密封油套环形空间。解封：上提管 柱解封。 主要技术参数
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4）油管锚
1、锚类
工作原理： 油管锚主要用于深抽管柱的锚定，对管柱施加预拉张力，以消除其 纵向伸缩及弯曲，平均提高泵效可以达到10%以上，降低抽油机能 耗，减轻抽油杆与油管之间的摩擦，减少杆管断脱和漏失，延长检 泵周期，增产降耗显著。
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1、锚类 5）螺杆泵油管锚
工作原理： 螺杆泵油管锚主要用于锚定螺杆泵生产管柱，以消除管柱的径向旋 转，防止油管脱扣。
工作压差：35MPa 工作温度：120℃
海上某气田不动管柱堵水工艺的应用
后日产水量由作业前20m3下降至7m3，油气产量小幅上升，作业后至今保持稳定生产状态。
X3-7井处于生产后期，油压接近流程压力，处于低压低产状态，作业前日产水15.9m3，井筒积液严重，面临停喷风险。
实施钢丝作业投堵下层系后，日产水量下降至1m3，产油产气量均大幅上升，油压小幅上升，至今保持稳定自喷生产状态。
X3-9井产水后，日产水量增加迅猛，最高达到120m3，尝试采用钢丝作业关闭生产滑套封堵出水层位不成功，之后采用连续油管作业，成功关闭出水层位生产滑套。
作业后日产水量降0 引言海上某气田气藏类型为层状边水和块状底水气藏，气水过渡带发育。
在开发的过程中，气井产水现象较为普遍且较为严重。
针对气井产水情况，某气田开展了堵水工艺研究，并进行了应用。
由于动管柱大修堵水作业规模大，施工费用高，因此主要实施不动管柱卡堵水工艺。
某气田目前应用的主要工艺为滑套机械堵水和连续油管挤注化学堵水。
1 机械堵水1.1 关滑套和投堵塞器堵水某气田纵向上层间差异较大，在前期完井阶段，多数井已根据分层开采需要配置了分层滑套和座落短节控制分层开采，生产管柱具备机械封隔条件，常见分采管柱如图1所示。
钢丝作业设备轻巧、费用低廉、操作便利，主要在完井作业中完成滑套开关、堵塞器投捞等作业[1]。
通过钢丝作业关滑套或者投堵塞器封堵出水层位，作业量小，施工费用低，是目前主要的堵水技术。
根据需要，通过钢丝作业，可选择性关闭上层滑套(图1中10、12)或投堵塞器至下部坐落接头(图1中14)，从而完成堵水作业。
对于钢丝作业不能成功实施的情况，可以使用连续油管携带滑套开关工具代替钢丝作业。
某气田近期成功实施了4口井关滑套和投堵塞器堵水作业，作业后产水量下降，油气产量大幅提升，堵水作业获得了较好的增产效果，作业情况如表1所示。
X2-1井投产后日产水30m3左右，生产过程中因平台维修关井，关井后因井筒积液多次放喷无效，因此实施钢丝作业投堵塞器对下层系进行了封堵，封堵后气举排出积液后复产。
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浅析钢丝作业井下工具堵塞器在深层气井的应用
随着这几年深层气井压裂完井一体化的广泛运用过程中，钢丝作业在井下封隔器座封起到了关键的作用。
深层气井压裂完井一体化是压裂完井用一趟井下管柱完成的，这就需要井下封隔器打压座封，以便压裂后无需在换完井管柱而直接测气采气。
深层气井井下封隔器加压坐封一般是投球加压或下堵塞器加压完成座封的。
油管内下堵塞器加压座封就需要钢丝作业来完成。
油管内任意封堵工艺在深层气井中用途多样、使用广泛，如不压井作业施工前需带压封堵油管，再进行起下作业以及油管内打电缆桥塞时，井口压力不降，需要任意位置封堵找井下管柱漏点;本文阐述钢丝作业下堵塞器施工过程中遇到问题，以及提高井下封隔器座封成功率。
标签：钢丝作业;堵塞器;任意位置封堵
以往深层气井对气层压裂后，起出压裂管柱后，在下完井管柱进行测气采气，这种工作模式浪费财力，人力，和时间。
随着技术的发展压裂完井一体化就孕育而生了，在压裂完井一体化管柱中，井下封隔器座封就是最关键的工序。
目前深层气井井下封隔器座封的方式多用于油管内打压座封，而打压座封一般采取投球式打压和下堵塞器打压。
下堵塞器加压使井下封隔器封隔器座封就必须用钢丝作业。
当需配合不压井作业施工时，如井下管柱中无坐落短接，则钢丝作业无法进行封堵施工，影响施工进度，因此，需要钢丝作业油管内任意位置封堵工艺技术，以满足井下油管内任意位置封堵、不压井作业施工。
1 钢丝作业
1.1钢丝作业装备
钢丝作业包括防喷设备，动力设备，及井下工具。
1.2钢丝作业井下工具
钢丝作业井下工具有许多种类，根据作业需要，选择适应的井下工具，以下是使封隔器座封的井下工具堵塞器。
2 技术应用中的风险
2.1钢丝作业投坐落式堵塞器的风险
钢丝作业在投堵塞器作业时应按照鋼丝作业守则，要注意防喷和钢丝掉井。
2.2井下管柱的风险
钢丝作业在投堵塞器作业时井下管柱内必须保证清洁，井下液体必须干净不能有杂物，如果脏物太多，会造成堵塞器无法丢手，不能完成井下封隔器加压座封。
在x井，由于井液不干净，造成多次投送堵塞器，井下封隔器无法座封。
2.3钢丝作业带压封堵技术
为满足深层气井一体化管柱坐封封隔器需求，以及不压井作业油管内封堵井控预防的施工要求，完善了钢丝作业封堵工具，实现了不同尺寸管柱内封堵施工，可以在任意油管以及在无坐落短接的情况下，进行油管内封堵作业。
结构组成：主要由丢手接头、芯轴、打捞接头、卡瓦、上下锥体、密封胶筒及节流嘴等构成。
技术参数：耐温150℃，耐压差35MPa。
工作原理：工具投放过程中，卡瓦沿着管壁向下移动，当到达预定的锚定深度时，向上震击卡瓦锚定油管壁;继续向上震击密封件膨胀密封油管，剪断投放工具的销钉。
井控风险：在打捞封堵器过程中，由于封堵器上部和下部压力不平衡，P下远大于P上，因此封堵器解封时，工具串随流体快速上窜，导致工具串掉井或上窜至井口，造成井控安全风险。
预防措施：打捞封堵器前，利用泵车向井筒内打压，使得封堵器上部和下部压力平衡，再下入打捞工具打捞。
3钢丝作业封堵技术总结
在深层气井压裂完井管柱一体化过程中，随着钢丝作业封堵技术越来越完善，越来越成熟，也为油田，气田开发节约成本，提高效益。
孟翔宇，男，出生于1987年2月，毕业于东北石油大学资源勘查工程专业，现任大庆市试油试采分公司试油大队地面计量队地面工程师。