电动液压电缆桥塞坐封工具.pdf

贾武强 等电动液压电缆桥塞坐封工具 电动液压 ，贾 式疆 李 廖维宇 魏雪泉 潭j{ | 毒 I l j || 。 。 I | 。 _ 。 一 l j 。 -中国石油集团西部钻探工程有限公司试油公司 特殊作业分公司 慕 藉要用缓释火药话为动力 的宅缆桥墓坐封工具j j 管理手嬖紧杂譬存在安全膳。 惑管理及使用戚零 高 现场 雳要更安全、 倮 经劳的坐封工具。 宅动璇压 电 缆桥墓竺封工具用直流电积骝 劳 型菇压泵 由 液压泵输 西高压曲 流推动活塞工作 ，实现电能向机械能的转换完成桥塞的坐封 。 丢手。具备在有限空间内提供 高坐封拉力、即时恢复 _r - 作状态、耐蒿温盖医等 多项功能 | 工具酸温邀 ，i作压 力 艚 鹂 输电拉力不 于 N毒邀 了国电 R 类产品与擞术的先五 苎 刀 乎|完全可以孝代依君化学能的尘封工具≯ 。 | 。 | ≯ 地岳斌 桥蓦 回油复拽装置 ； i 坚斌i具 液医泵-’微电机 DD l O 3 9 6 9 ／ j i s s n ． 1 0 0 2 -3 0 2 x ．2 0 1 5 ． z 1 ． 0 5 4 | j 厨分类号 T E 2 7 3 文磁标 码 游 一 在石油勘探开发中， 需要在套管井内封隔油、气、 水层 ，通过分层试油、试气可取得各层的_『9 14 试资料及 流体性质，更加精确地评价油气藏 ，为油田开发提供 依据 ，囝内外采用 的主要地层封 闭方式有挤 注水泥塞 、 管柱桥塞和电缆桥塞等。 电缆桥塞坐封工具因施T工序少、施工周期短 、 卡封位置准确而得到广泛应用。目前国内外常用的电 缆桥塞坐封T具是利用_T具携带的缓释火药燃烧 ，产 生高压气体 ，通过缸体和活塞，将高压转换为拉力， 最终实现桥塞坐封 、丢手等一系列动作。使用 的火药 属于民用爆炸物品，在采购、运输 、使用和储存方面 管理手续繁杂，存在诸多安全隐患，并且每次作业后 T具必须全面维护保养 ，管理及使用成本高，因此现 场需要更安全 、环保 、经济 的坐封 1 二 具 。 电动液压电缆桥塞坐封工具以电能替代化学能为 动力源 ，突破有限空间的动力源制约瓶颈 ，实现电能一 液压能一坐封拉力的转换， 独创 “ 回油复位单向阀装置” 设计 ，即时恢复工作状态 ，保证了连续作业 ，降低维护 保养的频次及成本， 为全面替代火_ [ 品提供了可靠保障。 1 用途 、结构与工作原理 电动液压 电缆桥 塞坐封 工具通 过 电缆下人 油气井 预定深度 ，将 电能转换为机械能输出高坐封拉力，实 现桥 塞 的坐封 、丢 手。坐封 工具 总体结 构 由动力转 换 机构 、桥塞坐封机构和电源输入机构等部件构成。 1 动 力转换机构 。南微 型电机 、微 型液压 泵 、 工作液缸、工作活塞和配套的密封接头传动装置等部 件组成 图 1 。通过微 电机 、微 型液压 泵将电能转化 为液压动力，推动工作液缸的缸套和活塞产生相对位 移，从而将液压动力转换为桥塞坐封所需要的径向拉 力。工作液缸和工作活塞设计为三级结构。 2 桥塞坐封机构。桥塞坐封机构由下活塞、坐 封套筒、坐封拉杆等部件组成 ，主要是依据桥塞不同 尺寸，选用不同坐封套筒及坐封拉杆，传递径向拉力， 作用于中心杆及桥塞的密封件和上下卡瓦，直到坐封 拉力大于桥塞释放环释放力时， 坐封丁具与桥塞脱离， 基金项目中国石油集团西部钻探工程有限公司科研项 目 “ 新型桥塞坐封工具的研制与应用” 编号2 0 1 2 XZ8 1 0。 获奖情况 “ 电动液压电缆桥塞坐封工具的研制与应用”2 0 1 4获中国石油集团西部钻探工程有限公司技术创新成果一等奖。 获专利情况 “ 电动液压桥塞坐封装置” 专利号ZL 2 0 1 3 2 1 5 6 8 8 7 4 ． 8、 “ 多级液压桥塞坐封装置” 专利号ZL 2 0 1 3 2{ 5 6 8 8 9 1 ． 1、 “ 回油复位单向阀装置” 专利号Z L 2 0 1 3 2 0 5 6 8 8 9 1 ． 1 、 “ 井下拉伸工具” 专利号ZL 2 0 1 2 2 0 4 6 9 3 3 7 ． 3获 国 家 实 用新 型 专 利 。 第一作者简介贾武强，1 9 7 5年生，毕业于西安石油学院计算机应用及维护专业，工程师，目前从事电动液压电缆桥塞坐 封 工具 改进及技 术拓展 、连 续油管作 业技 术研 究。 电话 0 9 9 0 6 9 7 1 3 6 0 ，E ma i l l o n g t e n g j wq 1 6 3 ． C O n l 2 0 1 5年增 刊 石油 科技论坛 1 7 9 完成桥塞 的坐封 、丢手。 3 电源输人机构。电源输入机构主要由电源箱 、 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地为井下微 型电机供电，确保二 r 具正常工作。 施 r 完毕后通过回油复位单 向阀装置 ，即时恢复 r 作状态 ，确保连续作业 。 2 技术参数 电 动液 压 电缆 桥 塞 坐封 工 具 采 用 D C 4 8 V电机 与 1 O O MP a液压泵 为 I 具 动力 源 ，总 长为 3 5 0 0 ram，T具 外径 为 b 8 9 mm，质量 为 1 l O k g ，耐温达 1 5 5 ％， r 作压 力为 7 0 M P a ，输 拉 力 ≥ 3 0 0 k N。 3 室 内实验 1 耐 压 密 封 性 检 验 。2 0 1 2 年 9月 2 9日，将 r 具放 置在专用试 装置 内 ，分别加压 至 l 5 MP a 、2 0 MP a 、 3 5 MP a 、 6 0 MP a 、 7 0 M P a 、 8 2 M P a ， 稳压 4 h 无 降 ， 1 具组合 r 作正常 ，各机构组合 密封 无渗漏。 2 坐 封I 具 拉 力 检 验 。2 0 1 3年 5月 1 1 日，模拟 现 场 实 际作业 况实 验 ，通过 将 电缆 、 电 动 液 压 电缆 桥 塞 坐 封 工具 、桥 塞 连 接 ， 分 别 模 拟 现 场 坐 封 1 0 8 mm[ 01 3 9 ． 7 ram 5 ‘ ／ ， I I 1 套 管 l 、 1 4 2 ． 5 mm[ 01 7 7 ． 8 mm 7 i n 套管 1 桥塞过程 ，其 中坐 封 1 0 8 m m桥塞用时 7 mi n 4 0 s ，桥塞密封可靠；坐封 1 4 2 ． 5 i n m桥 塞用 时 ，用时 8 rai n时 ，对 桥 塞进行 密 封 实验 ，无压降渗漏 。 4 现场试验及应用情况 2 0 1 3年 6月 1日，在车 3 6 5井进行 电动液压 电缆 桥塞坐封 具现场试验。在 1 6 9 7 m处成功坐封0 1 0 8 m m 电缆桥 塞一 个 ，试 压验证桥塞坐封稳定合格 。 2 0 1 3年 8月 1 6日，F 7 0 0 4井 、F 7 0 1 3井 分 圳 十 6 5 0 m和 6 3 8 m处坐封 0 1 4 2 ． 5 ram电缆 桥塞 各一个 ，证叫 r 具 的研制 和应 用又一 次成 功 ，并且 利用 T具 的 油 复位装置，即时恢复T作状态，实现连续作业。 自 2 0 1 3 年 6月 1日成功进行 现场推 广试验 以来 ， 截至 目前已完成 2 1 2井次的现场推广应用 ，分别实现 坐 封 0 1 0 8 ra m桥塞 1 6 5井次 、 1 4 2 ． 5 mm桥 塞 4 5井次 、 1 9 5 m m [ 2 4 4 ． 5 ra m 9 s ／ i n 套 管 ] 桥 塞 2 井 次 ，施 I 成 功率达 1 0 0 ％。表明该工具结构设计合理 ，性能达到没 计指标 ，能满足不同规格型号的桥塞坐封需求。 电动液压电缆桥塞坐封T具具有独立 自主知识产 权 ，属国内外首创，所采用技术及方法具有先进性 、 通用性 、安全性等特性，填补了 内在该项技术领域 的空 白 ，极大地 提 升 了国内在地 层封 闭 _ 【 艺技 术领域 的技术 能力 和水平 。 同时 ，为 中罔石 油在 闻 内外 遇 钊 的有 限空间 内输 出大拉力 的难 题提供 了强 有力 的技 术 保 障 ，对 促进 中 吲石 油钻 井技 术 的进 步 ，降低 闰 内油 气 田勘探开发成本具有重要的现实意义。 5结论 1 研究 完成的 电动液 压电缆桥塞 坐封 r 具 ，替 代了火一 厂品，降低了施- I 及火 品管理等方面的安全 险，具有强大的技术生命力，是地层封闭T艺的一项重 大技术创新 ，为井下作业 _ l 具 的研发提供 了新的 方向 2研究形 成的电动液压 电缆桥塞封 技术 ，通 过在不 同尺寸 、不同井温 、不同地层 压力条件下 的现场 应用，显示出该] 具可应用于各类施 r 井的独特优势， 3 研究形 成的电动液压 电缆桥塞封 闭技 术 ， 备在有限空间内提供高坐封拉力、 即时恢复_ [ 作状态 、 耐 高温 高压等 多项 功能 ，达 到 国 内外 同类 产 晶 技 术 的先进水平 。 收稿 H期 2 0 1 5 - 0 7 0 8 El e c t r i c Hy dr a ul i c Ca bl e Br i dg e Pl ug Se t t i n g To o l J i a Wuq i a n g， Li Ya ng ， Li a o We i y u ， We i Xu e q u a n， Ta n W e n bo We l l T e s t i n g Co mp a n y o f C NP C Xi b u Dr i l l i n g E n g i n e e r i n g Co L t d ， Ka r a ma y 8 3 4 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Ca b l e b r i d g e p l u g s e t t i n g t o ol u s i n g s u s t a i ne d r e l e a s e p o wde r a s a p o we r s ou r c e h a s a h i g h c o s t f o r ma n a g e me n t a n d a p p l i c a t i o n wi t h h i d d e n f a u l t s i n s a f e t y ． Ons i t e s e r v i c e r e q u i r e s s a f e r ． mo r e e n vi r o n me n t a l fri e n d l y a n d mo r e e c o n o m i c a l s e t t i ng t o o 1 ．El e c t r i c h y d r a u l i c c a b l e b r i d g e pl u g u s e s a DC mo t o r t o d r i v e m i c r o h y d r a ul i c p u mp．Hi g h ． p r e s s u r e o i l f l o w fro m h yd r a u l i c p u mp ma k e s t h e p i s t o n wo r k S O t h a t e l e c t r i c e n e r g Y i S c o n v e r t e d i n t o me c h a n i c a l e n e r g v t o s e t a n d r e l e a s e t h e p l u g．I t h a s a n u mb e r of f u n c t i o n s ．s u c h a s p r o vi di n g h i g h p ul l i ng for c e f o r h i g h s e t t i n g i n a l i mi t e d s p a c e ．r e s t o r i n g wo r k i ng s t a t u s i n t i me a nd r e s i s t i n g h i g h t e mp e r a t u r e a n d hi g h p r e s s u r e ．Th e t o o l c a n r e s i s t t e mp e r a t u r e o f l 5 5 。 C a n d WO r ki n g p r e s s u r e o f 7 0 M P a ． Th e o u t p u t p u l l i S n o 1 e s s t h a n 3 0 0k N． As c o mp a r e d t o t h e p r o d u c t s a n d t e c h n ol o g y o f t h e s a me k i n d b o t h a t h o me a n d b r oa d ． i t r e a c h e s t h e a d v a n c e d l e v e 1 a n d i S a b l e t o r e p l a c e t h e c h e mi c a l e n e r g y s e t t i n g t o o 1 ． Ke y wo r ds c l o s e d f o r ma t i on b r i d g e p l ug ． r e s e t d e v i c e o f o i 1 r e t u r n， s e t t i n g t o ol ， h y d r a u l i c pu mp ， mi c r o mo t o r _、 8 0 酒 { f 曼 论坛 2 0 1 5年 。 | ． ． 。 。 |