带压拖动用注入防喷装置的研制及应用

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1、带压拖动用注入防喷装置的研制及应用胡慧婷HUHui-ting（西安宇星石油机械新技术开发有限公司，西安710032）（Xi′anYuxingPetroleumMachineryNeentCo.，Ltd.，Xi′an710032，China）摘要：为提高水平井多层体积压裂作业效率，对常规配置的井口注入装置、闸板防喷器、环形防喷器组合进行改进。以满足大排量注入，带压拖动，调整钻具位置、减少放喷时间，降低井口装置组合高度之需要，为此研发了一种带压拖动用注入防喷装置。该装置设计合理、结构紧凑、安全可靠、操作方便、提高了施工效率

2、。Abstract：ThegeneralconfigurationofBOP，annularBOPbinationprovedtoimprovetheefficiencyofhorizontalodifiedmultilayerfracturingoperation.Inordertomeettheneedsofhighdutyinjection，dragunderpressure，adjustingthepositionofdrillingrigs，reducingthebloe，andreducingtheheig

3、htofententisreasonable，thestructureispact，anditissafeandreliable，theoperationofitiseasy，andtheconstructionefficiencyisimproved..jyqkent；structuraldesign；application中图分类号：TE931文献标识码：A：1006-4311（2015）25-0130-03简介：胡慧婷（1984-），女，四川安岳人，助理工程师，2007年毕业于西安石油大学工业设计专业，主要从事修

4、井、试油、井控设备设计工作。0引言目前，水平井多层体积压裂施工工艺在各油田开始得到广泛使用，但根据常规的井口配套装置，如井口大四通、单闸板或双闸板液动防喷器以及环形防喷器组合难以满足要求。新的施工工艺要求解决以下几方面问题：①由于采用体积压裂，注入井内的压裂液排量达到3.5m3/min左右，常规的井口大四通只有两个旁通口，注入时只能有一个注入口，通径太小，不适合大排量注入工作[1]。②压裂完一层后，由于需要拖动管柱，而常规的闸板防喷器不适合带压拖动工作，所以现场通常是先放喷，等井内无压力时再拖动管柱。而放喷过程需要10

5、余小时或者数天，严重影响施工进度，且放喷会造成地层压力严重损失，井下工具砂卡等事故[2]。③常规配置的井口大四通、闸板防喷器、环形防喷器组合高度在2.4m左右，井口高度高，起下油管困难，安全风险高，操作不便。因此，依据APIspec16A-2004《钻通设备规范》及SY/T6690-2008《井下作业井控技术规程》[3，4]研制一种带压拖动用注入防喷装置，避免了每段施工后的放喷过程并将以上三个设备集合为一体。在保证压力级别和安装通用性的前提下，大大降低了井口装置的安装高度，为井口操作带来方便，极大地提高了分段压裂施工效

6、率，保证了施工安全性[5]。1技术分析1.1结构设计为满足施工要求，带压拖动用注入防喷装置结构包括注入部分、闸板防喷器部分、补偿式多用途环形防喷器部分以及泄压平衡阀组部分，通过几部分上下连接法兰有机结合在一起，大大降低整体高度，见图1所示。其中，注入部分包括主体、下法兰、旁通过渡法兰；闸板防喷器部分包括闸板体、推动液缸等；环形防喷器部分包括上法兰、主体、主胶囊、油管专用自封衬套等。泄压平衡阀组部分包括阀体、阀芯、弹簧、手柄等。注入部分有四个旁通口道，比常规井口大四通多了两个旁通口，这样大排量注入时，注入通道面积就可提高

7、3倍，大大降低了液流阻力。闸板防喷器可采用单闸板或双闸板形式。半封闸板可关闭油套环空，保证压裂时油套环空反复承受高压，也避免了压裂时顶部的环形防喷器承受不必要的高压。环形防喷器采用了补偿式多用途环形防喷器结构，内部有一个能够承受高压的自封油管衬套，保证井口在任何时候处于密封状态，满足带压拖动管柱的需要，满足井口环保要求。为确保油管接箍带压通过自封胶套，减轻接箍对自封胶套的损伤，在半封闸板的侧面安装有泄压平衡阀组，利用该阀组的泄压、平衡功能，使接箍在低压状态下通过自封胶套。1.2主要技术参数公称通径：Φ179.4mm（7

8、-1/16in）密封油管规格：2-7/8"；3-1/2"油管衬套自封静压力：34.5（5000psi）油管衬套自封动压力：13.8MPa（2000psi）主体静水压强度压力：103.5MPa（15000psi）液控操作压力：8.4-10.5MPa（1200-1500psi）主通径法兰连接型式：6BXΦ179.4mm，69MPa主通