水力驱动桥塞在水平井封堵技术中应用研究.pdf

第10期 ．2 一 水力驱动桥塞在水平井封堵技术中的应用研究 周志宏，程文佳，刘春雪 (长江大学机械工程学院，湖北 荆州 434023) [摘 要] 文章介绍了桥塞在水力驱动下的封堵技术，用cFD软件模拟了管柱中流体对桥塞在水平段的驱动作用。通过对水 力驱动桥塞在流场中的分析，对水平段封堵技术的可行性做 了进一步论证。 [关键词]油气田开发；压裂；水力驱动；桥塞；CFD软件 水平压裂技术分为：水力喷射分段压裂技 3个密封件有足够的密封性能后，下卡瓦被下锥体 术、多级压裂技术、水平井机械封堵分层压裂技 胀开成片状，咬紧套管壁。最后，当轴向力大于 术等，这些技术在施工时都存在不足 1【l。电缆牵动 释放环的极限拉力时，释放环被拉断，桥塞和座 桥塞在水力驱动下可 以很大程度地解决桥塞中途 封工具分开，完成桥塞座封和丢手，座封工具可 座封带来的施工 问题 。水力驱动桥塞管柱组合 由 取出地面2【】。 电缆+磁性定位器+安全接头+座封工具+座封套+桥 1水力驱动桥塞在管柱 中的CFD计算 塞组成， 1．1确定桥塞的尺寸及电缆规格 如图1所示 。 51／2”套管外径139．7mm，壁厚9．17mm，对应 塞 内径121．36mmt。卡瓦的外径与桥塞外径有直接 关系，理论上后者的确定原则为：1．1Os ≤1．j6 即：0．86d, D 0．91d (1) 图1入井桥塞管柱组合 桥塞与套管壁的径 向间隙范围为： 工作原理为：用电缆将桥塞和座封工具下至 0．05Dp≤6≤0．08Dp (2) 预定井深，向套管内注水，使桥塞受到水流的驱 式中：d广套管内径，mm；139mm套管外径 动到达预定的水平段，然后点火引爆座封工具中 对应 内径为121．36ram，即dt=12lmm；D 桥塞 的雷管，点燃燃烧室的火药 。30s后，产生的高 最大外径，mm；6一桥塞与套管壁的径 向间隙范 压气体迫使上活塞下移，剪断保险销钉 。在高压 围，mln；由上式计算得出，104．06Dp 110．11， 气体作用下，座封工具伸开，向下驱动座封工具 但桥塞的最大外径通常为114mm，对应单边对称 外筒，而上、下活塞保待不动。移动的外筒迫使 间隙为3．68mm。桥塞技术参数和电缆型号参数见 桥塞主体零件下移，先是上卡瓦被上锥体胀成片 表 1、表2。 状，咬紧套管壁，之后，密封件被压缩胀大，当 表1 不同型号桥塞技术参数 套管外径 ／rm 套管内径 ／mm 最大工具径 ／mm 耐温／℃ 耐压／MPa 88．9O 69．85 65．O2 149 69 114．3