井下套管阀永久锁定工具的研制

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1、石油机械2011年第39卷第12期CHINAPETR0IUMMACHINERY．一经验集锦井下套管阀永久锁定工具的研制崔树建白晓捷田鲁财杨毅田玉栋(大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院)摘要为了解决井下套管阀出现故障后不能正常打开的问题，研制了井下套管阀永久锁定工具。该工具采用锁定块双台阶结构设计，可实现与套管阀锁定单元的精确配合。同时，在扶正块的配合下，锁定块可顺利装入套管内到达套管阀锁定单元，确保不会卡在套管接箍的窄槽内。双台阶结构的键槽配合结构紧凑，可确保实现精确锁定。室内及现场试验表明，该工具完全可打开套管阀并对其进行永久锁定，满足现场施工要求。关键词井下套管阀永久锁定

2、工具扶正锁定结构如图1所示。0引言欠平衡钻井技术在国外已经作为一项成熟技术广泛应用于油田的开发，在国内也进入了一个快速发展的阶段。目前，实现全过程欠平衡钻井成为该工艺在国内发展的新要求，而要实现全过程欠平衡图1井下套管阀永久锁定工具结构示意图钻井，即实现真正的欠平衡钻井¨J，井下套管阀1-心筒；2一护套；3一锁定块；4一压簧；5一扶正块；6一螺钉。就是一种不可或缺的工具。井下套管阀能避免对强心筒为该工具中的连接及承托部件，上部内螺行起下钻作业的依赖和在欠平衡钻井作业期间由于纹设计成钻杆螺纹，需要进行套管阀永久锁定时与起下钻柱压井导致的地层损害-4J。套管阀在井下钻具外螺纹相连

3、，下部孑L槽承托关键的锁定单元。400～3000m的环境下工作，在一定温度、压力下，需要同时与钻井液岩屑颗粒接触，大大缩短了护套、锁定块、压簧及内六角平圆螺钉共同组成了套管阀的使用寿命，密封效果也会逐渐下降，一般该工具中的自动锁定单元。在未下井前，该自动锁开关十几次后就不能保证良好的密封性J。同时定单元的外径尺寸为230mm；下井后，该自动锁由于井下工况复杂，有时会导致套管阀密封失效甚定单元的外径尺寸在压簧的作用下将随着井眼尺寸至套管阀不能正常工作。为了解决井下套管阀出现的变化而变化；到达套管阀预置的锁定键槽后，该故障后不能正常打开的问题，大庆钻探工程公司钻单元外径变为229

4、nlm，并与套管阀阀体内部的锁井工程技术研究院于2009-2010年研制了井下套定单元配套，实现对套管阀的卡槽锁定操作，在锁管阀永久锁定工具。定块的设计过程中，考虑到井下的复杂情况，在锁定块的本体上设计了2个通孔，以防止永久锁定工1技术分析具在作业过程中憋压，并起到提供介质流通通道，润滑锁定块使之能快速顺利到达锁定位置的作用。1．1结构永久锁定工具下端的扶正块位于该工具前端，外径井下套管阀永久锁定工具主要由心简、护套、206mm，起引导、扶正钻具和保护自动锁定单元锁定块、压簧、扶正块及内六角平圆螺钉等组成，的作用。$大庆钻探工程公司项目“9／58井下套管阀的研制与应用”(K／

5、QO9—03)。石油机械2011年第39卷第12期1．2工作原理锁定单元为井下套管阀中的关键安全装置，当2工艺流程井下套管阀往复驱动环塞动作失效或瓣阀总成发生严重破坏而无法通过正常途径打开时，就需用永久永久锁定工具样机加工完成后进行了全方位的锁定装置强行打开套管阀。在钻具下部连接套管阀地面模拟试验。永久锁定工具打开并锁定套管阀主永久锁定工具并随钻具下入到井内，当永久锁定工要分为永久锁定工具快速下入、锁定块带动驱动环具到达套管阀下人位置后，该永久锁定装置通过钻塞打开阀瓣和永久锁定工具剪切锁定3个阶段。具下压力可强行将套管阀往复驱动环塞推至瓣阀总2．1永久锁定工具快速下入阶段成内

6、部，从而强制性打开套管阀。在推靠过程中一首先模拟永久锁定工具下人井内。在该阶段，旦锁定块到达井下阀体的锁定单元沟槽内，该锁定永久锁定工具上部与钻具连接，然后通过钻杆快速块将在压簧的推压作用下从受压状态释放。继续下下入井下套管阀位置的上部，在将要到达套管阀位入锁定工具，使永久锁定工具中部的锁定块卡住套置时放慢下入速度。管阀锁定单元，并继续下锁定工具，锁定工具发挥2．2锁定块带动驱动环塞打开阀瓣阶段作用剪断剪切环销钉将套管阀下制动器推到最低当永久锁定工具到达套管阀位置时，采取缓慢点，将套管阀永久锁定在开位。至此，永久锁定工下入的原则，通过锁定块带动套管阀驱动环塞下具打开套管阀并完

7、成对其锁定工作，起出套管阀永行，打开套管阀。久锁定工具，再进行钻井的后续作业。2．3永久锁定工具剪切锁定阶段1．3关键技术在打开套管阀的过程中，永久锁定工具继续下1．3．1远程键槽配合精确锁定技术行，剪断剪切环销钉，将套管阀下制动器推到最低采用锁定块双台阶结构设计，可实现与套管阀点，将套管阀永久锁定在开位。至此，永久锁定工销定单元的精确配合。同时，在扶正块的配合下，具打开套管阀工艺流程全部完成，可以在起出永久锁定块可顺利装入套管内到达套管阀锁定单元处，锁定工具后进行钻井的后续作业。确保不会卡在套管接箍的