你应该了解的海上完井工具

一、完井的概念

从文字上讲是进入井筒到采油树的油嘴间的全部工作，实际上还包括近井地带。

二、海上完井的技术特点

1、满足海上油气田开发安全设计规范的要求和后期油气井废弃的要求；

2、一般是管柱的设计要尽可能满足油田全省产期的要求或在改变不是很大的条件下满足要求；

3、尽可能满足油气田不同阶段的开发要求，特别是取资料，分层及强化措施的要求；

4、在满足要求的条件下，力求管柱的简单化和利于操作；

5、减少油气井修井频率，提高油井工作时效；

6、减少对平台公用设施的依赖性；

7、操作简单化。

三、完井工具

井口是完井部分，包括井口、采油树、安全阀、封隔器、滑套、工作筒等。

1、井口采油树

主要包括油管四通，采油树和地面安全阀等；

井口的设计除了压力等级，还有一个重要的选择就是材质，也就是满足工作环境的基本要求；

另外就是通径，要大于油管的通径要求；

油管四通：与钻井最后一层的套管四通相连接，内有油管悬挂器；

采油树：由多个阀件和四通组成，通常为双翼结构，也有时根据 需要使用单翼。

地面安全阀等：采油树上的一个组件，通常为液压或气控，为常闭阀；

油管四通：它的基本形式与套管四通类似，但是它的设计一般是要考虑与采油树等级及服务环境相当，同时，在结构形式上还要关照套管四通和油管挂的结构与密封形式，特别是还要满足采油和井下的其它需求（如注化学药剂，通过各种控制管线和电缆等）；还应特别注意的是在油管挂处可以安装背压阀。

2、封隔器

封隔器是生产管柱中最主要的井下工具之一，其主要功能如下：

• 分隔生产层段，防止层间流体和压力的串通和干扰；

• 分隔压井液和生产液；

• 满足采油（气）生产和修井作业的各种要求；

• 保留住套管环空中的封隔液，起到保护套管和安全生产的作用。

用于海上油（气）田完井的封隔器可分为可回收式和永久式两大类型，而按坐封方式，可分为液压坐封、机械坐封和电缆坐封。封隔器可分为很多种，根据实际生产需要进行合理的选型。封隔器最主要的部分就是卡瓦和胶皮，有些封隔器没有卡瓦（裸井井用封隔器）。封隔器种类繁多，最主要的功能就是卡瓦与套管间的支撑和脱皮与套管间的密封而进行一定位置的密封。

△一种封隔器

3、井下安全阀

井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置，如海上采油平台发生火灾、管线破裂、井喷、地震引起的油井失控等，这样井下安全阀能自动关闭，实现井内流体的流动控制。

1）安全阀的分类：

• 钢丝可回收安全阀

• 油管携带式安全阀

• 套管环空安全阀最常用的安全阀为油管携带式安全阀

2）作用原理

通过地面加压，液压油通过压力液控管线传至传压孔到活塞，推动活塞向下移动并压缩弹簧，将活瓣活门打开，如果一直保持液控压力，安全阀处于打开状态；释放液控管线压力，靠弹簧张力向上推动活塞上移，阀板处于关闭状态。

△井下安全阀

4、滑套（井下流动流体控制工具一种）

1）滑套能够通过内外套之间的的配合，来关闭或者连通生产管柱与环空之间的连通，其主要作用如下：

• 完井后诱喷；

• 循环压井；

• 气举；

• 坐挂射流泵

• 多油层井可进行分采，分层测试，分层增注等；

• 多层混采；

• 下入堵塞器关井或油管试压；

• 循环化学药剂防腐等。

2）工作原理

滑套通过移动内套筒来关闭或连通油管与环形空间的通道， 当内套筒的孔道对着滑套本体的通道时，滑道处于打开状态，当两者错开时，滑套关闭。 滑套上部有工作筒，用于固定与滑套有关的井下流动控制装置，内套筒上下各有一个密封端面，可与井下装置的密封盘根相配合起密封作用。 将滑套开关工具连接在基本工具串之下，进行 钢丝作业 ，可对井下滑套进行开关作业，有的向下震击使套筒下移打开滑套，有的则需向上震击使内套筒上移打开滑套。

△滑套

5、工作筒（Nipple）

1）工作筒的分类和用途

工作筒的分类：

（1）按定位方式分：有选择型(Selictivity)、顶部止动(Top NO-GO)和底部止动(Bottom NO-GO)三类，如图a、b、c所示。

有些工作筒可兼有选择型和顶部止动(如图b)。所谓选择型是指工作筒的内径没有缩径部位，同一尺寸的坐入工具可以通过它，所以同一管串中可以下入多个同一尺寸的工作筒，顶部止动是指密封工作筒内径为缩径部位堵塞器顶部带上动台阶止动作用在顶部，而底部止动的缩径部位在底部，堵塞器密封段通不过去，在底部止动一般都安装在同一管柱的最底部，作为仪表挂座和防止钢丝工具串掉入井底。

（2）按工作压力分：有常压和高压，前者用于常规井，后者用于高压油气井。

工作筒的用途：

• 坐入堵塞器。

• 坐入井下自动控制安全阀。

• 坐入单流阀。

• 下入减压工具（节流嘴）以降低井口压力。

• 与抛光短节（Polished Nipple）配合，安装分离套或短节，修补油层附近的损坏油管或加厚管。

• 坐挂井下测量仪器。

• 钢丝作业时，可防止工具串落入井底。

  △工作筒

6、偏心工作筒

1）功能结构

偏心工作筒是重要的完井井下工具之一，它与各种气举阀结合，实现不同的气举方式，下入不同尺寸的水嘴，实现分层配注，它的结构如图所示，由基管和偏心筒两部分组成，基管尺寸与油管尺寸相同，上部有定位套，偏心筒内有工具识别头、锁定槽、密封筒以及外部连通孔。

2）偏心工作筒的特点：

• 定位性：使各种井下工具偏心，准确定向进入偏心筒内。

• 识别性：使正确尺寸的井下工具偏心下入偏心筒，而使其它较大尺寸的工具通过基管。

• 允许较大的试验压力。

3）偏心工作筒的作用：气举、注化学药剂、注水、循环压井等。

△偏心工作筒

7、堵塞器

在无井下安全阀或安全阀失效时，由钢丝作业，在工作筒内下入相应尺寸的堵塞器关井。在完井或修井作业时，对油管试压以及坐封液压封隔器。海上常用的工作筒为OTIS及BAKER两家公司产品。

△堵塞器

8、气举阀（Gas Lift Valve）

偏心工作筒内下入气举阀，可实现不同的气举生产方式，如连续气举或间隙气举。

△气举阀投放过程

9、流动短节（Flow Coupling）

流动短节实际上是加厚管，其内径与油管内径一致，但外径稍大，通常用于安全阀上、下端。高产油气井使用，一般产量的油井可选择使用或不用，高产油气流在流经安全阀时会因缩径而产生节流作用，造成在其上、下两端产生涡流冲蚀磨损。

△流动短节

10、泄油阀

泄油阀一般安装在单流阀以上1-2根油管处，它是检泵作业上提管柱时油管内流体的排放口，以减轻修井机负荷和防止井液污染平台甲板和环境。泄油阀目前有两种：投棒泄流、投球液力泄流。前者用于稀油和高含水稠油井较合适；后者用于低含水稠油井，成功率高。

△常用的泄油阀

11、刮管器

1）用途：用于清除残留在套管内壁上的水泥块、水泥环、硬腊、各种盐类结晶或沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等脏物，以畅通无阻地下入各种井下工具。尤其在井下工具与套管内径环形空间较小时，更应在充分刮销之后进行下步施工。

2）结构：由本体、刀板、固定块、压块等零件组成。

3）工作原理：入井前刮削器大片的最大安装尺寸比套管内径大，入井后刀片受力压下弹簧，由弹簧提供径向进给力。当刮削坚硬材料时，经多次刮削才能刮至套管内径尺寸。刮削器连接在下井管柱的下端，管柱的上下移动便是挂下过程中的轴向进给。

从刀片的结构可看出，每一螺旋形刀片有内外两个弧形切削刃，上下往复刮削时内外两刃轮流工作，两刃之间又有一较宽的横刃带面起着对已刮削面磨切作用。条形刀片按左螺旋线均匀分布在刮削器表面，有利于上返泥浆带走被刮切下来的杂物。