浅析塔河油田常用套管悬挂器密封失效原因及解决方法

来源 :中国化工贸易 | 被引量 : 0次 | 上传用户:betteryear2009
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  摘 要:塔河油田常用套管悬挂器为W型和WE型套管悬挂器,近年来塔河油田完井作业试压施工作业中出现了套管悬挂器密封失效,试压不起压问题,套管悬挂器密封失效,试压不合格,导致后期需要在井口无控制的状态下处理和拆装井口更换套管悬挂器,该举措不仅仅置会增加井控作业的风险,而且降低了完井实效,增加完井成本。通过对近年来套管悬挂器密封失效分析,采用在W型套管悬挂器上安装密封环的方法,保证了井口井控安全和试压合格,而且增加失效,减少完井成本。
  关键词:悬挂器 试压 密封环
  一、引言
  近年来,塔河油田完井作业过程中出现了套管悬挂器密封失效的问题,套管头及套管悬挂器作为后期完井、试油、采油的长久性井口装置,其安装的规范性、密封的可靠性是后期,完井试油、采油井控安全的重要保障。套管悬挂器密封失效,试压不合格,导致需要在井口无控制的状态下处理和拆装井口装置,会增加井控作业的风险,而且降低了完井实效,增加完井成本。本文章主要介绍塔河油田常用套管悬挂器W型和WE型悬挂器结构、坐封方式及适用范围,以及W型卡瓦密封件失效后的处理办法。
  二、常用的套管悬挂器种类介绍
  1.“W”型套管悬挂器
  “W”型套管悬挂器为单锥面卡瓦、剖分式结构,如图2所示。其密封件由腈化橡胶制造而成,卡瓦牙、卡瓦壳体、支承座都是由符合API SPEC 6A规范的低合金钢制造而成。
  “W”型套管悬挂器具有自锁功能,依靠套管柱自重卡住套管,使卡瓦与套管形成牢固的连接。其矩形密封圈位于支承座和卡瓦壳体之间,依靠自重压缩密封圈进行密封,属于自激式密封方式。
  “W”型套管悬挂器适用于各种JMP型的套管头及套管四通,它可以悬挂13 3/8″、10 3/4″、95/8″、7 ″和 5 1/2″尺寸的套管。
  在现场应用中发现,“W”型套管悬挂器只要在上提套管之前确定套管悬挂器下到位,激发悬挂器的密封,套管悬挂器的使用一般不会出现问题。对于“W”型套管悬挂器,由于7-5″的胶皮体积要小于7″悬挂器的,因此现场中7-5″“W”型套管悬挂器经常会出现密封不严的问题。
  对于因套管预留部分变形严重或者其他原因引起密封不住的情况时,可采用加密封环的措施解决问题,密封环与密封圈如图1所示。
  图1 密封环与密封圈
  2.“WE”型套管悬挂器
  “WE”型套管悬挂器为单锥面卡瓦、剖分式结构,如图3所示,具有自锁功能,依靠套管柱自重卡住套管,使卡瓦与套管形成牢固连接。其矩形密封圈位于支承座和压板之间,依靠压板螺栓紧固压缩密封圈进行密封,属于手动激发密封方式。
  “WE”型套管悬挂器密封可靠、安全、方便,适用于JMP所有套管头及四通。由于依靠手动来激发密封,它主要适用于低管重以及浅井低压的工况。
  以9-5/8 ″WE型卡瓦为例
  对于9-5/8″“WE”型套管悬挂器,上部密封件的压板到最下部总高度为208mm,悬挂器有3块压板,由1块小压板和2块大压板构成,小压板有2个螺栓,大压板有5个螺栓,上部压板下为胶皮密封件,其内径244mm,厚度35mm,宽度49mm,悬挂器上部距离螺栓下部距离为20mm,螺栓无法对悬挂器起固定作用。由9-5/8″WE型卡瓦式套管悬挂器的载荷试验可知,悬挂器可承受418T的重量。
  对于9-5/8″“WE”型套管悬挂器坐在单层螺纹式的13-3/4″套管头的情况,量取深度数据,其坐封示意图见图2:
  图2 9-5/8″WE型套管悬挂器坐封示意图
  在现场应用中发现,“WE”型套管悬挂器只要在座到位后,再对螺栓进行预紧,一般不会出现问题。现场WE型套管悬挂器出现问题后,WE型悬挂器端面由三块密封压板组成,只需要更换WE型套管悬挂器上部压板,就可以解决密封失效情况,解决试压不合格问题。
  三、套管悬挂器密封异常实例
  2014年塔河油田TH10285井出现BX158法兰主密封试压不合格的异常现象,该井使用的是“W”型套管悬挂器,经过分析原因,发现W卡瓦安装未到位,顶丝未顶到位,造成W型卡瓦密封件未完全激发,导致主密封试压不起压,最后通过重新安装W型卡瓦使其到位,试压合格。
  2014年塔河油田TK511CH对BX158下法兰主密封预
  试压不起压,试压不合格,判断为W型套管卡瓦密封失封。通过组下临时封堵管柱,拆换井口,发现卡瓦端面存在裂纹,密封失效,在W型套管卡瓦上安装密封环,试压合格。
  四、成果及认识
  1.通过对近年来套管悬挂器统计分析,了解塔河油田常用套管悬挂器的种类,原理和结构。
  2.通过对井口套管悬挂器异常分析,提出了W型和WE型套管悬挂器密封失封的解决方法;
  3.密封环在W型卡瓦密封失封后的安装和应用,不仅仅降低了井控风险,更是提高了工作实效,节约了完井成本。
  参考文献:
  [1]广廷洪,汪德涛,密封件使用手册【M】.北京.机械工业出版社,1994
  [2]张斌、文志熊.SY/T5127-2002《井口装置和采油树规范》【S】.北京:石油工业出版社,2002.
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