新型高温高压安全接头的研制和应用

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　　摘 要：近年来，勘探对象越来越复杂，隐蔽油气藏比例显著提高，储层厚度减薄，目的层不断加深，油井深度、地层温度及压力的逐步增加，施工难度不断增加，原地层测试施工中常用的VR安全接头，在高温高压井测试中存在易损坏的问题。通过对VR安全接头优缺点的分析和改进，研制了一种新型高温高压安全接头，本文对其研制过程和应用情况进行了简要介绍。
　　关键词：地层测试;高温高压;VR安全接头;新型高温高压安全接头
　　1 前言
　　VR安全接头是地层测试中常用的一件工具，它是一种紧凑、右旋式安全接头，带有旁通、起下钻时能旁通封隔器上、下方的流体，靠右旋和上提下放钻杆可倒开安全接头，以便最大限度地起出井内工具。随着测试目的层不断加深，油井深度、地层温度及压力的逐步增加，VR安全接头在地层测试施工中经常出现刺漏损伤等问题，导致测试施工失败。
　　2 VR安全接头使用现状
　　通过统计近2013-2017年VR安全接头损坏情况，发现这种常用安全接头一直存在着高温高压井施工易损坏的问题（见表1）。
　　3 VR安全接头高温高压井易损坏原因分析
　　VR安全接头在测试施工中主要起两个作用，一是起旁通作用，二是起安全接头作用。其主要密封配件密封皮碗安装在其芯轴下部，下钻过程中，芯轴处于拉伸状态，密封皮碗位于密封位上部，待下钻完毕后，坐封加压时，在钻压的作用下，芯轴下移，密封皮碗进入下部与其配套密封的下接头内，完成密封（图1）。
　　VR安全接头在测试管串中的位置处于测试阀之下，封隔器之上，在关井后，其密封皮碗位于下接头之中，处在密封位置，高压井的二次开井操作时，关井期间积蓄的压力（F地）会远超过超过静液柱压力（F静），当钻压减少，关井期间积蓄的高压无法迅速释放压力在管柱内部，即F地>F静，密封皮碗就会被地层压力顶起，地层压力迅速释放到油套环空中。这个过程，高速冲出的地层液体极易刺伤橡胶制成的密封皮碗，而一旦有部分密封面被刺伤，整个橡胶密封面就会被迅速破坏，导致密封失效，测试失败。
　　4 新型高温高压安全接头的研制
　　针对VR安全接头密封皮碗高温易损伤问题，不在采用皮碗作为芯轴与金属密封面之间的密封方式，而是采用的是橡胶密封环与精密金属密封面配套方式，这里在原密封部位采用2道密封橡胶环，相当于双保险，无论那道密封环出了问题，都有另外的一道密封环起到同样的密封作用，大大增强了可靠性。此外，密封环两侧可以使用支撑环保护，曝露在外侧的面积较小，也增加了安全系数。针对VR安全接头密封皮碗安装在芯轴上，随芯轴运动下钻过程中易损伤这个问题，改为橡胶密封环固定安装在下接头内壁槽内，不再安装在芯轴上，避免了随芯轴运动导致损伤。
　　上部結构仍采用VR安全接头结构以保持安全接头作用。
　　5 新型高温高压安全接头的应用
　　加工完成后，在D11井投入使用，该井完钻井深5193m，目的测试层预测为异常高压储层，地层压力约为75MPa，压力系数约1.50。
　　该井进行测试后，实测地层压力达68.25MPa，实测压力系数1.35，取全取准了全部测试资料，新型高温高压安全接头首次使用正常，拆解后检查保养，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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