0 引言

速度管柱技术是当前气井排水采气的主体技术之一^[1]，主要适用于低压、低产和小水量积液气井的排水采气作业，具有见效快、所需设备少、井口维护简单以及可以连续生产等优点^[2]。

青海油田某产气田早期开展了数井次带压下入ø38.1 mm连续管作为速度管柱排水采气先导试验，携液和增产效果明显。由于生产需要，该气田需对一批压井条件下更换生产管柱或调层补孔等大修措施后的低产气井，采用小直径连续管作为速度管柱生产，并要求投产前配套气举诱喷措施。

通过技术调研和分析，国内目前较成熟且已规模应用的速度管柱悬挂技术主要有卡瓦式^[3-5]和芯轴式^[6]两种。这两类悬挂技术的共同点是均按照适应全程带压作业要求进行设计，且连续管悬挂位置均在井口1#主阀之上，但这两种技术均存在需在现有采气树上加装成本相对较高的专用悬挂器，且速度管柱投放前后地面生产流程改动较大，施工完毕后1#主阀无法关闭，主阀功能失效导致浪费等不足。为避免照搬或直接采用现有速度管柱悬挂技术施工带来的不利影响，笔者在充分利用大修措施井井口零压条件的基础上，参考典型的芯轴式悬挂工艺，研发了坐落短节悬挂速度管柱技术，并通过现场先导试验，成功地对该新型悬挂技术进行了验证。

1 现有技术分析

现有卡瓦式和芯轴式连续管速度管柱悬挂技术为适应带压作业要求，工艺上将连续管悬挂位置均设计在井口1#主阀之上，同时配备专用的悬挂器和井下工具。但是，在压井井况下投放速度管柱允许作业人员操作和技术发挥的空间较大，现有的带压投放速度管柱技术优势在压井井况下根本无法体现，原有的技术优势反而成其弊端，主要表现在以下几个方面：

(1) 速度管柱悬挂位置均在1#主阀之上，施工完毕后1#主阀必须为常开状态，势必造成1#主阀功能失效。

(2) 井口均需额外配套专用悬挂器和闸板阀等硬件，井口消耗性硬件投入成本较高。

(3) 施工前均需拆卸现有采气树，施工后需重新焊接采气流程，增加了劳动强度及作业成本。

(4) 作业后井口高度增加，不利于井口开关操作及井口标准化。

针对气井压井井况下投放速度管柱，照搬现有的成熟技术显然得不偿失。理想的悬挂方式是将连续管取代常规油管进行悬挂，且不与大修作业冲突，因此必须研发出一种适应压井井况且低成本的速度管柱悬挂技术。

对现有速度管柱芯轴式悬挂技术进一步梳理发现，其近似常规油管的悬挂方式和配套作业工艺为新型悬挂技术的研究提供了很好的借鉴。

2 坐落短节悬挂工艺设计 2.1 总体方案

坐落短节悬挂速度管柱工艺设计总体思想是：充分利用压井条件，大修队恢复井口时将具有悬挂和密封作用的坐落短节安装于原井油管挂下方，做好井口和井筒准备工作；井口虽无压，仍按带压条件作业，提升安全性；不动井口作业，尽可能减少现有井口变动和硬件投入，降低作业成本；连续管替代油管悬挂于油管挂处，不改变井口和生产流程；速度管柱投放与气举一趟完成。

2.2 工艺流程

坐落短节悬挂速度管柱施工过程如图 1所示。

具体的工艺流程如下：

(1) 大修队大修措施后顺便将具有悬挂和密封作用的坐落短节与原井油管挂连接，重新坐回于原井油管头内，并恢复原井口采气树。

(2) 连续管作业机井场就位后，将防喷器和注入头等井口设备直接与井口清蜡法兰连接(可视下深提前安排一趟气举或者速度管柱投放完毕后气举)。

(3) 连续管下部自由端安装堵塞器，下管至设计深度后，启动防喷器悬挂和半封闸板，将连续管临时悬挂于井口并密封环空。

(4) 拆卸防喷器与防喷盒的连接螺纹，在距离防喷器上连接口一定距离处割断连续管，并在连续管上管端安装悬挂短节。

(5) 注入头夹持可退式打捞矛等送入工具，与悬挂短节在井口处完成回接，并将其送入到原井油管挂下方的坐落短节内坐封。

(6) 送入工具地面加压丢手后取出。

(7) 向速度管柱内加压泵出连续管管端堵塞器，井筒连通后反循环定点气举，举通后直接投产。

2.3 工艺特点

相较于现有成熟的悬挂技术，新型悬挂技术具有以下特点：

(1) 大修作业后顺便安装悬挂短节，与速度管柱作业实现了工艺和施工的无缝衔接。

(2) 采用坐落短节替代成本较高的井口专用悬挂器来悬挂连续管，降低了硬件投入成本。

(3) 虽井口无压，连续管速度管柱投放全程仍可按带压作业操作，作业更安全。

(4) 不动井口作业，减轻了劳动强度，避免了流程恢复费用，作业后投产速度快。

(5) 后期带压起出速度管柱回接和解封方便。

3 关键工具研制 3.1 坐落短节

受原井油管挂内部结构^[7]限制，其自身无法提供悬挂连续管所需的限位和密封结构。因此，笔者所研制的坐落短节(见图 2)采用上、下端均为油管螺纹结构，用于与原井油管挂或原井油管相连(需要时连接)，工具内部为轴向限位台阶和光洁密封段，可有效悬挂连续管以及密封连续管与井口之间的环空。研制的坐落短节最小内通径为56 mm，材质级别和承载能力均不低于原井内油管。

3.2 悬挂短节

悬挂短节利用成熟的外卡瓦式连接器结构，为连续管“造扣”形成台阶，由此将管重力转移到油管挂下方的悬挂短节上，并通过设计的密封圈结构密封连续管与油管或套管之间的环空。此外，悬挂短节内部还设计了打捞颈结构，以便通过送入工具将其顺利送入到坐落短节内。以38.1 mm连续管为例，重载连接悬挂短节额定悬挂载荷180 kN，额定密封压差35 MPa，最小内通径25 mm。悬挂短节连接示意图如图 3所示。

为保证悬挂短节工作时卡瓦能长期可靠地“抱紧”连续管，不会因为生产过程中的振动与连续管发生相对滑移而溜管，对卡瓦进行了特殊设计和多次拉载试验验证。试验时，主要是将卡瓦的背锥斜角由常规钻井和修井卡瓦推荐值9°27′45″优化为2°，从而增大卡瓦与连续管径向接触力，卡瓦板牙适当“咬进”连续管外表面以避免滑动，保证悬挂短节与连续管连接的长期可靠性。

3.3 泵出式堵塞器

泵出式堵塞器(见图 4)主要用于下管过程中隔绝连续管内与井筒的连通，确保井口割管前连续管内零压条件。该泵出式堵塞器^[8]采用滚压式内连接方式，加工和安装简便可靠；其下部设计有筛管结构，可有效保护堵头下管过程中不会因剐蹭而意外脱落，且被打掉后，落入口袋内，避免井底落鱼；堵头密封配合面均为机加工面，密封性能可靠，泵出压差稳定(≤1 MPa)，额定密封压差35 MPa。此外，为便于后期带压起管^[9-10]作业时对井底的封堵，工具内部还设计了预置式封堵工作筒。

4 现场应用

2016年11月，在青海某气田2口井开展了坐落短节悬挂连续管速度管柱技术的现场应用，应用情况如表 1所示。

施工前，由大修队压井起出原井ø73.0 mm(2 in)油管并进行大修措施后，将坐落短节安装于原井油管挂下部，恢复原井口采气树。连续管作业机就位后，将注入头直接连接于井口清蜡闸阀之上开始施工。

针对施工井管柱下深较浅且计算气举压力不高的特点，现场将施工工序调整为速度管柱投放完毕后再气举，避免举通后井口带压作业风险加大。2口井均在井口低压或近似零压条件下完成下管、割管、回接送入和坐封等操作，氮气正循环泵出堵塞器内的堵头后，再通过环空反循环气举，举通后马上投产。

施工的2口井通过配套简单、实用、低成本的工具短节，并调整下管和气举施工工序，实现了井口低压或零压下投放速度管柱，降低了作业风险和难度，并实现了一趟管柱完成速度管柱投放和气举作业，节省了一趟气举起下连续管费用。气井举通后直接投产，免除了恢复采气树费用和等停时间。与现有速度管柱悬挂技术相比，新型悬挂技术使连续管作业机单井占井时间节省1 d，单井可节省硬件消耗费用和流程恢复费用4万元以上(不包括节省的作业费)，切实实现了降本增效。

5 结论

(1) 针对低产气井大修后投放速度管柱的生产需求，研发了坐落短节悬挂连续管速度管柱技术，该技术具有前后工艺衔接性好、不动井口作业、施工配套少、作业风险可控性高、作业后见产快等特点。

(2) 通过现场多井次的试验和应用，进一步证实了坐落短节悬挂技术适应性好，施工成功率高，在减轻人员劳动强度、作业提速和降低成本方面效果显著，并初步摸索出一套完整的气井大修措施后投放速度管柱较为理想的施工方法。

(3) 针对气井大修后井口无压条件下投放速度管柱作业，优先推荐采用坐落短节悬挂连续管速度管柱技术。