新型高溫高壓安全接頭的研制和應用

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　　摘 要：近年來，勘探對象越來越復雜，隱蔽油氣藏比例顯著提高，儲層厚度減薄，目的層不斷加深，油井深度、地層溫度及壓力的逐步增加，施工難度不斷增加，原地層測試施工中常用的VR安全接頭，在高溫高壓井測試中存在易損壞的問題。通過對VR安全接頭優缺點的分析和改進，研制了一種新型高溫高壓安全接頭，本文對其研制過程和應用情況進行了簡要介紹。
　　關鍵詞：地層測試;高溫高壓;VR安全接頭;新型高溫高壓安全接頭
　　1 前言
　　VR安全接頭是地層測試中常用的一件工具，它是一種緊湊、右旋式安全接頭，帶有旁通、起下鉆時能旁通封隔器上、下方的流體，靠右旋和上提下放鉆桿可倒開安全接頭，以便最大限度地起出井內工具。隨著測試目的層不斷加深，油井深度、地層溫度及壓力的逐步增加，VR安全接頭在地層測試施工中經常出現刺漏損傷等問題，導致測試施工失敗。
　　2 VR安全接頭使用現狀
　　通過統計近2013-2017年VR安全接頭損壞情況，發現這種常用安全接頭一直存在著高溫高壓井施工易損壞的問題（見表1）。
　　3 VR安全接頭高溫高壓井易損壞原因分析
　　VR安全接頭在測試施工中主要起兩個作用，一是起旁通作用，二是起安全接頭作用。其主要密封配件密封皮碗安裝在其芯軸下部，下鉆過程中，芯軸處于拉伸狀態，密封皮碗位于密封位上部，待下鉆完畢后，坐封加壓時，在鉆壓的作用下，芯軸下移，密封皮碗進入下部與其配套密封的下接頭內，完成密封（圖1）。
　　VR安全接頭在測試管串中的位置處于測試閥之下，封隔器之上，在關井后，其密封皮碗位于下接頭之中，處在密封位置，高壓井的二次開井操作時，關井期間積蓄的壓力（F地）會遠超過超過靜液柱壓力（F靜），當鉆壓減少，關井期間積蓄的高壓無法迅速釋放壓力在管柱內部，即F地>F靜，密封皮碗就會被地層壓力頂起，地層壓力迅速釋放到油套環空中。這個過程，高速沖出的地層液體極易刺傷橡膠制成的密封皮碗，而一旦有部分密封面被刺傷，整個橡膠密封面就會被迅速破壞，導致密封失效，測試失敗。
　　4 新型高溫高壓安全接頭的研制
　　針對VR安全接頭密封皮碗高溫易損傷問題，不在采用皮碗作為芯軸與金屬密封面之間的密封方式，而是采用的是橡膠密封環與精密金屬密封面配套方式，這里在原密封部位采用2道密封橡膠環，相當于雙保險，無論那道密封環出了問題，都有另外的一道密封環起到同樣的密封作用，大大增強了可靠性。此外，密封環兩側可以使用支撐環保護，曝露在外側的面積較小，也增加了安全系數。針對VR安全接頭密封皮碗安裝在芯軸上，隨芯軸運動下鉆過程中易損傷這個問題，改為橡膠密封環固定安裝在下接頭內壁槽內，不再安裝在芯軸上，避免了隨芯軸運動導致損傷。
　　上部結構仍采用VR安全接頭結構以保持安全接頭作用。
　　5 新型高溫高壓安全接頭的應用
　　加工完成后，在D11井投入使用，該井完鉆井深5193m，目的測試層預測為異常高壓儲層，地層壓力約為75MPa，壓力系數約1.50。
　　該井進行測試后，實測地層壓力達68.25MPa，實測壓力系數1.35，取全取準了全部測試資料，新型高溫高壓安全接頭首次使用正常，拆解后檢查保養，各密封配件完好，各密封面正常，取得了良好的使用效果。
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