电缆可回收式电驱液压桥塞工艺分析

电缆可回收式电驱液压桥塞工艺分析

窦刚,  ,马成   ,姜希辉

中石化胜利石油工程有限公司井下作业公司    山东东营   257000

摘要：

在带压作业起油管过程中，，需要封堵管柱内通道，液压可取式桥塞是一种油田用井下封堵工具。主要由坐封机构、锚定机构、密封机构等部分组成。采用独特的自锁定结构，具有可靠的双向承压功能，但通常使用缓释火药作为动力源的电缆桥塞坐封工具，存在管理难度大，现场操作带有危险性，运输审批繁琐的问题。使用电缆可回收式电驱液压桥塞，通过电缆下入到井中，电子点火坐封，上提解封电能转化为液压动力，推动工作液缸的缸套和活塞产生相对位移，从而将液压力转换为桥塞坐封所需要的径向拉力。

关键词：带压作业；液压可取式；电驱液压；液压动力；桥塞坐封

1引言

可取式桥塞是随着永久式桥塞的出现而产生的，形成于80年代，作为一种油田用井下封堵工具，在油田勘探和开发中广泛用于对油水井分层压裂、分层酸化、分层试油施工时封堵下部井段。它较好地解决了坐封、打捞、解封操作复杂，使用成功率低的问题。功能上部分可以替代丢手+封隔器、永久式桥塞和注灰封堵，是一种安全可靠、成本低廉、功能齐全的井下封堵工具。在中浅层试油施工中，对于封隔异常高压、高产、跨距大或者斜井等特殊层位，实现上返试油，双封封隔器施工的成功率较低，为方便后续试油，提高试油一次成功率，通常采用该类桥塞进行封层。

液压可取式桥塞是一种油田用井下封堵工具。主要由坐封机构、锚定机构、密封机构等部分组成。采用独特的自锁定结构，具有可靠的双向承压功能，无需上覆灰面，即可实现可靠密封。可取式桥塞液压坐封工具送进坐封，需要时可解封回收。它可与其它井下工具配合使用，进行临时性封堵、选择性封堵等。可取式桥塞可广泛用于试油、修井、测试、油气层改造、带压作业等施工，是一种安全可靠、成本低廉、功能齐全的井下封堵工具。

原研究基础上，改进一种可以通过电缆下入到井中，电子点火坐封，经过上提解封的可回收式电驱液压桥塞。

2适用范围

1、可回收式电驱液压桥塞可以用于管柱压力控制，以及管柱内无工作筒或管柱已损坏的情况下实现管柱内封堵。该桥塞下井时通过拉断棒及拉断环与坐封工具连结，利用电缆或者管柱将其输送到井筒预定位置后，通过地面信号指挥桥塞机构实现桥塞坐封和丢手，既安全又可靠。打捞时只需下放打捞工具打开该桥塞上的中心管锁紧机构再上管柱即可实现解封。具有坐封、打捞、解封操作简单、施工方便使用成功率高等特点。

2、可以完善和丰富带压作业施工，提高部门竞争力。带压作业起管柱施工和一些修井施工都需要配备桥塞，掌握桥塞技术有助于提高带压作业施工现场独立施工能力，减少对外部队伍的依赖，提升现场时效和经济效益。

3、无需火工证，易展开施工。通常电缆桥塞需要火药来实施，就需要取得火工证来进行施工，火工证许可非常困难，液压桥塞避免了该条件限制。

3电驱液压桥塞的工作机制及技术参数

•可捞式桥塞配有平衡装置，平衡后通过标准的打捞工具向上震击回收

•  桥塞性能参数如下：

•◆压力级别：5000-10000PSI     ◆工作温度：120-180℃

•◆适合最大管径：3-1/2”        ◆适合最小管径：2-3/8”

•◆桥塞长度：1-3m               ◆坐封工具：<10m

•◆坐封范围：8-10 mm            ◆可防 H2S,CO2

4原理和结构分析

1.利用电能代替化学能，突破有限空间的动力源制约瓶颈，实现电能—液压能—坐封拉力的转换；

2. 桥塞由动力转换机构、坐封机构和电源输入机构组成；

3.动力转换机构由微型电机、微型液压泵、工作液缸、工作活塞和密封接头传动装置组成，将电能转化为液压动力，推动工作液缸的缸套和活塞产生相对位移，从而将液压力转换为桥塞坐封所需要的径向拉力。

4.桥塞本体由下活塞、坐封套筒、坐封拉杆等部件组成，主要是依据桥塞不同尺寸，选用不同的套筒及作风拉杆，传递径向拉力，作用于中心杆及桥塞的密封件和上下卡瓦，知道作风拉力大于桥塞释放环的释放压力时，作风工具与桥塞脱离，完成桥塞的坐封与丢手。 坐封机构能完成桥塞的坐封、丢手并能提供地面显示。锚定机构可以在坐封时，卡瓦锚定在油套管上，桥塞上部锁环自锁；解封时，自锁解除，锚定机构回复原位。密封机构 胶桶受压膨胀，与油套管形成可靠密封。

5.电源输入机构由电源箱，测井电缆及磁性定位器等部件组成，通过测井电缆等媒介，将电源箱输出的直流电源稳定可靠的为井下微型电机供电，确保其正常工作。

6. 解封打捞：下入专门的解封工具，用标准的打捞头可以抓住桥塞打捞颈，而后上提管柱，解除桥塞自锁并解封。打捞装置中包含可平衡桥塞上下压力的平衡杆，防止桥塞上下有压差，造成井下事故。

4 相关技术优势

1、该电驱液压桥塞可以配合磁定位下入，坐封位置准确，不会坐封在接箍上，安全性好；可以清晰的看到接箍的位置，可以避免桥塞坐封在错误的位置，可以增加打桥塞的安全性。

2、双向卡定，可以双向承压；可以防止桥塞在井内窜动，双向受力，卡瓦紧贴井壁，让桥塞的坐封状态更加安全。

3、可以用多种方式打捞；打捞颈为标准的打捞颈，可以利用电缆、钢丝、连续油管和油管进行打捞，打捞方式多种多样，选择性大。

4、桥塞可以重复利用，仅需更换密封件；可以节约成本，下入的桥塞可以重复利用，仅需更换密封件即可。

5、维护需求小，工作效率高。密封件和卡定装置更换简单，相比传统的工作方式，将平时需要的两个小时的维护时间缩短至半个小时。

4 结论与建议

可回收式电驱液压桥塞，将其通过电缆下入到井中，电子点火坐封，上提解封。它对管柱内封堵作业有巨大的指导和实际意义：

1．灵活的座封方式：桥塞可以用电缆座封工具或液压座封工具座封，只要视具体井况选择座封工具即可。 

2．准确的座封控制：桥塞座封力由张力棒（环）控制，保证桥塞座封安全可靠,同时，确保座封工具在复杂情况下能安全起出井筒。 

3．可靠的防卡设计：卡瓦部分采用内置式卡瓦结构，桥塞在井筒中起下时不易遇阻遇卡，可以在任意斜度的井中安全使用。 

4．独特的锚定机构：该桥塞利用卡瓦、卡瓦锥体、卡瓦外筒的巧妙结合，具有良好的双向承压能力，可适用于各种级别的套管。 

5．安全的解封机构：桥塞解封按锁定机构、密封机构、卡瓦机构的顺序逐级进行，不管桥塞上下压力是否平衡，所需解封力均很小。 

6．较好的可钻性能：桥塞结构紧凑，锁定机构处于桥塞顶部，即使桥塞由于非正常原因不能正常捞出时，也可以较方便地钻除。

所以，这项工艺有助于安全的进行封堵作业，其方便可靠的性能，保护了人员和设备安全。