新型防噴式單向閥在井下作業(yè)中的應(yīng)用

1、新型防噴式單向閥在井下作業(yè)中的應(yīng)用摘 要本文介紹了一種自行研制的防噴型單向閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作原理、技術(shù)特點(diǎn)以及在修井作業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用 情況。該工具應(yīng)用在洗井、打撈等作業(yè)中，能可靠地起到油 管內(nèi)防噴作用，具有外形設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作原 理可行、性能安全可靠等特點(diǎn)，有效地解決了原有單向閥洗 井后容易失效導(dǎo)致頻繁壓井作業(yè)等難題，大大降低了作業(yè)過 程中的安全風(fēng)險和對地面的環(huán)境污染。關(guān)鍵詞 防噴；單向閥；修井；壓井；安全風(fēng)險中圖分類號：TE935文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-914X（2017）11-0368-01 目前，單向閥是油田井下作業(yè)施工中一種普遍使用的一 種油管內(nèi)防噴工具。由于現(xiàn)有的

2、單向閥采用的是閘板拉簧密 封機(jī)構(gòu)，因此在起管柱過程中油管內(nèi)的洗井液全部被帶出井 口，導(dǎo)致排污量增加，且現(xiàn)有的單向閥經(jīng)常發(fā)生洗井后拉簧 失效、異物卡、閘板脫落等故障，導(dǎo)致防噴失敗進(jìn)而采取壓 井措施，這不但制約了修井速度又耗費(fèi)了大量的財力物力， 同時又不可控地對地層和地面環(huán)境造成污染。1 新型防噴式單向閥結(jié)構(gòu) 為了彌補(bǔ)原有彈簧拉板式單向閥使用周期短、密封不嚴(yán)等不足，設(shè)計了一種新型防噴式單向閥。該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)包 括相連接的上接頭、下接頭，下接頭內(nèi)部徑向有擋板，擋板 上布有若干個通孔，通孔可以使流體自上而下順利通過，滿 足洗井等作業(yè)要求，下接頭的空腔內(nèi)設(shè)有圓球狀浮子，上接 頭端部弧形內(nèi)腔壁略小于浮子直

3、徑，配合使用。2 使用原理簡介 該新型防噴式單向閥下井時通過螺紋安裝在沖砂管、刮 蠟器及打撈工具等井下工具與油管之間。當(dāng)浮子與井液接觸， 由于其密度小于井內(nèi)流體密度，在流體浮力作用下向上浮起， 與上接頭內(nèi)的弧形內(nèi)壁相接觸實(shí)現(xiàn)密封油管腔，此時浮子下 井筒內(nèi)壓力大于油管內(nèi)壓力，壓力差有助于更好地實(shí)現(xiàn)密封， 達(dá)到防噴的目的。當(dāng)下到預(yù)定位置洗井時，洗井液壓力大于 井底壓力，壓力差作用將浮子向下推開即可進(jìn)行洗井。洗井 結(jié)束后，浮子在井壓和浮力作用下重新與上街頭內(nèi)壁接觸配 合密封油管腔，實(shí)現(xiàn)防噴。起管柱時，管柱讓出井筒內(nèi)體積 使得單向閥下部壓力降低，浮子在油管內(nèi)液柱壓力作用下向 下打開，油管內(nèi)液體流回井筒

4、中，達(dá)到減少井液外排，實(shí)現(xiàn) 環(huán)保的目的。3 現(xiàn)場試驗(yàn)及改進(jìn)2016年6月-8月，三？S作業(yè)某隊在井下作業(yè)施工過程 中對該新型防噴式單向閥進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，應(yīng)用于沖砂、刮 蠟等作業(yè)共計 28 井次，其中有效密封 24 井次， 3 井次出現(xiàn)了密封不嚴(yán)的情況， 1 井次密封徹底失效，對比前期采用原 有單向閥的同等井次施工情況，有效密封率由64.3%上升到85.7%，達(dá)到了預(yù)期效果。為了達(dá)到更高的密封率，對密封不嚴(yán)及失效的 4 井次進(jìn) 行了分析，第 1 次出現(xiàn)密封不嚴(yán)的情況出現(xiàn)在第 15 井次作 業(yè)過程中，起出管柱以后對單向閥進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)單向閥 內(nèi)夾帶大量破碎膠皮，分析認(rèn)為該破碎膠皮來自于原井筒中

5、封隔器拔出后殘留在井筒內(nèi)流體中的破碎膠筒，膠皮夾在浮 子與上接頭內(nèi)壁之間，導(dǎo)致密封不嚴(yán)。第 2 次和第 3 次密封 不嚴(yán)出現(xiàn)在第 26 井次和 27 井次施工作業(yè)中，密封嚴(yán)重失效 出現(xiàn)在第 28 井次施工作業(yè)中，起出管柱發(fā)現(xiàn)單向閥中的浮 子不見，分析認(rèn)為，單向閥中的浮子由于材質(zhì)相對較軟，多 次使用后，浮子變形后與上接頭不能完全密封，導(dǎo)致第 26 和 27 井次密封不嚴(yán)，變形加重后導(dǎo)致浮子直徑小于上街頭 內(nèi)壁直接，從而從上接頭端部被擠出，密封徹底失效。下一 步將對環(huán)保型浮子式單向閥進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)將從兩方面進(jìn)行， 一是對上接頭內(nèi)壁弧形結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，加裝內(nèi)壁膠皮，這樣 密封時浮子與弧形內(nèi)壁上的膠皮接觸，避免與鋼質(zhì)的內(nèi)壁直 接接觸，可有效減少在較大壓差作用下對浮子的損害，二是 對浮子的材質(zhì)進(jìn)行革新，尋找密度小、剛度更大的材質(zhì)做浮 子，延長浮子的使用周期。4 幾點(diǎn)認(rèn)識井下作業(yè)施工過程中合理使用單向閥可有效保證施工人員安全和減小環(huán)境污染，避免壓井作業(yè)對地層的傷害。采