0 引 言

近年来，随着冀东油田采油速度和采液强度的不断提高，地下亏空不断增大，地层能量不足，井底压力低，洗井过程中地层出现漏失不返液，甚至倒吸现象；管柱结蜡严重，作业易伤害油层，产量恢复期长；油井气液比高，易脱气产生井喷，需要进行压井后作业。冀东油田大部分井是斜井，井斜角超过35°的井占70%以上，最大井斜超过70°，地质状况差。

在用的举升防污染一体管柱加压或机械坐封时易损伤泵体，生产管柱无法低压测试，封隔器上部液体使其解封困难。丢手防污染管柱在井内有气的情况下需要长时间放压，压力为0时才能开始作业，占井时间长^[1]。常用的防污染工具在推广应用过程中也出现了不少问题：①皮碗封隔器胶皮易损坏，Y221型封隔器常将油管拉出裂缝；②静压封隔器坐封效果差，Y441型封隔器长期锚定，解卡打捞困难，难以满足现场生产要求^{[2, 3, 4]}。

为杜绝洗井液对地层的伤害，缩短热洗排液时间，防止脱气井喷，提高采油时率，笔者研究了一种不压井、不放喷的大斜度井防污染采油配套管柱，并对管柱进行了现场应用。

不压井、不放喷防污染管柱主要由抽油泵、伸缩连接器、筛管、单流阀插管、JDY455可取式插管封隔器、常闭滑套和丝堵等组成^[5]，结构如图 1所示。

图 1 不压井、不放喷防污染管柱结构示意图 Fig.1 Structural schematic of the anti-pollution working string 1—抽油泵；2—伸缩连接器；3—筛管；4—单流阀插管；5—JDY455可取式插管封隔器；6—常闭滑套；7—尾管；8—丝堵。

图选项

将丝堵、尾管、常闭滑套和JDY455可取式插管封隔器自下而上用油管连接后送到设计深度，油管憋压坐封封隔器并丢手。在生产管柱下端连接抽油泵、伸缩连接器、筛管和单流阀插管并下入井中，当生产插入管柱下到JDY455可取式插管封隔器位置后，继续缓慢下放，将单流阀插管穿过封隔器，下压常闭滑套内的滑套芯子打开常闭滑套。常闭滑套打开后，油层内的液体即通过常闭滑套的侧向进液孔、单流阀插管的内孔、单流阀和筛管流入油套环形空间及抽油泵的泵筒内，返出地面，油井正常生产。如果地层有少量地层砂和垢，则液体携带的地层砂和垢可落入尾管。

在生产过程中，当油井需要洗井清蜡时，由于受到JDY455可取式插管封隔器和单流阀插管的密封作用，洗井液无法进入地层，只能通过筛管进入抽油泵泵筒内返出地面，从而实现不动管柱的洗井作业，防止洗井液污染地层。当油井需要检泵时，上提油管，单流阀插管上行，常闭滑套失去插管下压后自动双向关闭，井筒内的流体无法进入地层，地层液体也无法流进井筒，实现不压井、不放喷作业。检泵后，只需抽出封隔器上部油套环空液体即可恢复原来的生产状态，保护了地层，缩短了作业占井周期，提高了采油时率。

工具外径114 mm，内径43 mm，坐封压力15 MPa，丢手压力20~25 MPa，工作压差35 MPa，工作温度150 ℃，解封载荷60 kN。

JDY455可取式插管封隔器^{[6, 7, 8]}主要由坐封球座、上胶筒座、中胶筒座、端胶筒、内中心管、上锥体、卡瓦及下接头等组成，结构如图 2所示。

图 2 JDY455可取式插管封隔器结构示意图 Fig.2 Structural schematic of the JDY455 retrievable stabbing packer 1—坐封球座；2—上胶筒座；3—坐封销钉；4—钢球；5—O形密封圈；6—端胶筒；7—隔环；8—中胶筒；9—打捞头；10—丢手销钉；11—解封销钉；12—锁块；13—下胶筒座；14—内中心管；15—上锥体；16—锁爪；17—锁套；18—卡瓦套；19—卡瓦；20—箍环；21—下接头。

图选项

JDY455可取式插管封隔器与坐封工具一起下井，封隔器坐封时，油管内液体推动坐封工具下行，在液压力作用下剪断坐封销钉，上胶筒座压缩胶筒组合，密封油套环空，并推动锥体张开卡瓦锚定在套管上，锁爪与锁套相互啮合锁紧，实现坐封和锚定；继续加压剪断丢手销钉，坐封工具与封隔器脱开，实现丢手。该封隔器采用上提管柱进行解封。

(1)JDY455可取式插管封隔器解封机构独立，安全可靠；密封胶筒置于封隔器上部，具有托砂防砂卡作用，可降低措施作业风险。

(2)封隔器不仅可代替桥塞进行封层，还可用于气举采油、高压注水和酸化等措施作业。

常闭滑套结构如图 3所示。常闭滑套设有侧向进液通道，作业过程中，靠管柱重力下压滑套芯子压缩弹簧，打开油流通道；当单流阀插管拔出后，弹簧自动返回原位，关闭油流通道，此时地层流体无法进入井筒，井筒内的流体无法进入地层。常闭滑套工作压差35 MPa，开启力10 kN。

图 3 常闭滑套结构示意图 Fig.3 Structural schematic of the normally closed sleeve 1—上接头；2—外筒；3—密封圈；4—滑套芯子；5—弹簧；6—下接头。

图选项

单流阀插管主要由扶正接头、单流阀罩、钢球、插管、多组合密封接头和导向头等组成，结构见图 4。单流阀插管设计有扶正接头和导向引鞋，便于插管顺利插入封隔器中心管；多组合密封装置由多种耐磨密封材料组合密封，可有效封隔油套空间。单流阀插管工作压差35 MPa，工作温度150 ℃。

图 4 单流阀插管结构示意图 Fig.4 Structural schematic of the single-flow valve stabbing tube 1—扶正接头；2—单流阀罩；3—钢球；4—插管；5—多组合密封接头；6—导向头。

图选项

伸缩连接器结构见图 5，它与采油管柱相连，随抽油管柱的上行和下行伸缩，能补偿抽油管柱的呼吸效应，保证插管密封和常闭滑套开启，避免管柱蠕动对配套工具的冲击，防止封隔器和单流阀插管失效，补偿调配管柱时的缺陷。

图 5 伸缩连接器结构示意图 Fig.5 Structural schematic of the retractable connector 1—油管接箍；2—油管；3—上接头；4—中心管；5—悬挂接头；6—下接头。

图选项

不压井、不放喷防污染管柱于2015年5月在冀东油田现场应用2口井，应用情况如表 1所示。其中NP43-P4003井地层漏失严重，M38-23井不仅漏失严重，而且结蜡严重。

应用结果显示，防污染管柱下入顺利，封隔器坐封、丢手和验封均一次性合格，封隔器坐封位置最大井斜47.19°，最大井深3 269 m，作业后含水恢复期缩短了6~10 d。不压井、不放喷防污染管柱的应用，实现了油井的不压井、不放喷作业，缩短了占井周期，保护了油层，缩短了含水恢复期，有效提高了采油时率，具有良好的推广应用前景。

(1)不压井、不放喷防污染管柱入井安全，施工操作简单，打捞方便、可靠。

(2)JDY455可取式插管封隔器采用坐封工具坐封，双向卡瓦锚定，上提油管解封，内、外中心管脱节式设计，解卡力小，降低了措施作业风险。

(3)生产插入管柱和丢手坐封管柱采用分体式设计，检泵和洗井清蜡等作业时无需起出下部封隔器，缩短了作业占井周期，降低了作业难度。

(4)不压井、不放喷防污染管柱通过常闭滑套和单流阀插管的配合，井筒内的流体无法进入地层，地层液体也无法流进井筒，既防止了修井液污染油层，又防止油层脱气井喷，实现了不压井和不放喷作业，可快速恢复油井生产。

(5)不压井、不放喷防污染管柱的成功应用，解决了防污染工具的瓶颈问题，有效杜绝了洗井液对地层的伤害，缩短了含水恢复期，大幅度降低了成本投入，提高了采油时率，具有良好的推广应用前景。