淺談井下油管錨定器

淺談井下油管錨定器摘要：在井下措施作業(yè)和有桿泵抽油生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)主要使用井下油管錨定器對(duì)管柱進(jìn)行固定。尤其是在有桿泵抽油生產(chǎn)時(shí)，井下油管錨定器可以有效控制油管伸縮，減少?zèng)_程損失，以提高泵效。文章介紹了目前井下油管錨定器的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了一些新型錨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，指出了未來(lái)我們應(yīng)該關(guān)注的井下油管錨定器的研究方向。關(guān)鍵詞：井下錨定器油管伸縮沖程損失應(yīng)用現(xiàn)狀前言在井下措施作業(yè)和有桿抽油生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)或措施管柱在一些因素（動(dòng)液面的不斷下降，泵掛越來(lái)越深，熱洗措施等）的影響下，不可避免的面臨管柱伸縮，受力狀態(tài)惡化等一些問(wèn)題。目前，現(xiàn)場(chǎng)主要通過(guò)井下油管錨定器（以下簡(jiǎn)稱油管錨）來(lái)解決上述問(wèn)題。油管錨是一種生產(chǎn)及措施井井下管柱錨定用井下裝置，可以改善管柱受力狀態(tài)，降低管柱疲勞損壞，控制管柱的伸縮，減少漏失，延長(zhǎng)管柱的使用壽命。在有桿泵抽油生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)管柱進(jìn)行固定，可以減少?zèng)_程損失，提高泵效；在壓裂、酸化等工藝中對(duì)管柱進(jìn)行固定，可以提高井下工具及管柱的承壓能力。它也可以作為一種機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)在其他井下工具（如封隔器）上，發(fā)揮其作用。油管錨在設(shè)計(jì)上一般應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1、防止失效造成作業(yè)。2、安裝使用方便，坐卡盡量不使用輔助設(shè)備。3、不應(yīng)惡化管柱的受力狀況。4、解卡釋放安全可靠。油管錨的分類目前國(guó)內(nèi)外油管錨的結(jié)構(gòu)原理大致相同，基本可分為兩大類：一、機(jī)械式油管錨機(jī)械式油管錨是靠摩擦塊與套管壁之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)坐卡的。它又可分為：1、機(jī)械式卡瓦油管錨機(jī)械式卡瓦油管錨是最早使用的油管錨定工具，該類錨依靠管柱自身重量坐卡，其優(yōu)點(diǎn)是可以把部分油管柱重量轉(zhuǎn)移到套管上，減少上部油管的拉力。但因其是依靠管柱的重量來(lái)坐卡的，將造成錨以上至中性點(diǎn)管柱產(chǎn)生螺旋彎曲和偏磨問(wèn)題。另外，在常規(guī)抽油泵工作過(guò)程中，下沖程動(dòng)液面以上油管內(nèi)的液柱質(zhì)量將在油管上產(chǎn)生一個(gè)作用力，該力將產(chǎn)生由虎克定律引起的長(zhǎng)度變化和螺旋彎曲從而使泵下油管縮短。2、機(jī)械式油管張力錨機(jī)械式油管張力錨一般采用旋轉(zhuǎn)上提管柱的方式完成錨的坐卡，采用下放管柱方式釋放。其優(yōu)點(diǎn)是張力錨至井口懸掛器管柱始終處于張力狀態(tài)，消除了油管彎曲。但若液面較深，動(dòng)液面以上液柱重量大于管柱的預(yù)緊力時(shí)，管柱仍然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由虎克定律引起的管柱伸長(zhǎng)。當(dāng)遇特殊情況無(wú)法釋放時(shí)，一直處于張力狀態(tài)特別是緊急釋放的大力提拉，對(duì)上部油管的強(qiáng)度將是一個(gè)很大的考驗(yàn)。另外，張力錨的使用存在現(xiàn)場(chǎng)操作工序復(fù)雜，管柱所承受的預(yù)拉力需要精確計(jì)算的問(wèn)題。二、液力式油管錨液力式油管錨是靠液力作用來(lái)實(shí)現(xiàn)坐卡的。按其坐卡方式可分為：1、壓差式油管錨壓差式油管錨一般是利用油套自身壓差實(shí)現(xiàn)錨定。在油套壓差的作用下，鑲嵌在錨本體上的錨爪伸出，錨定在套管上。其優(yōu)點(diǎn)是可以在抽油過(guò)程中自動(dòng)實(shí)現(xiàn)錨定。另外，因其啟動(dòng)壓差較小，管柱基本上處于自重拉伸狀態(tài)，具有較好的控制管柱伸縮和防止桿管偏磨的作用。有的壓差式油管錨還帶有泄壓解除錨定機(jī)構(gòu)，通過(guò)油管加壓泄流，打開(kāi)泄壓活塞，油管內(nèi)的液體泄流到油套環(huán)空，當(dāng)內(nèi)外液面平衡，油套壓差為零時(shí)，錨爪在彈簧力的作用下收回，解除錨定。在現(xiàn)場(chǎng)使用中，壓差式油管錨也存在一些問(wèn)題，如泄壓活塞非正常打開(kāi)；膠圈或錨爪本體破碎引起錨爪部位的泄漏。為滿足使用要求，液壓油管錨還要有較大的內(nèi)通徑，這將加大錨爪的加工難度和降低其抗疲勞強(qiáng)度。2、憋壓式油管錨憋壓式油管錨是利用油管憋壓來(lái)實(shí)現(xiàn)坐卡的。又可以分為：（1）液壓雙向卡瓦油管錨：主要由坐卡機(jī)構(gòu)和雙向卡瓦錨定機(jī)構(gòu)等部分組成。從結(jié)構(gòu)上看，它較好地解決了壓差式油管錨存在漏點(diǎn)多的問(wèn)題，同時(shí)又具有可雙向錨定油管的優(yōu)點(diǎn)，有效地控制了管柱的伸縮，并且管柱受力合理。但其解卡釋放問(wèn)題是用戶所擔(dān)心的。（2）液壓?jiǎn)蜗蚩ㄍ哂凸苠^：主要由坐封機(jī)構(gòu)和單向卡瓦錨定機(jī)構(gòu)等組成。在泵抽下傳遞,從而起到縱向傳壓的功能;當(dāng)壓力從油套環(huán)空傳來(lái)時(shí),壓力將鋼球推開(kāi),打開(kāi)分流體的橫向通道,此時(shí)皮碗與接在該工具下方的固定閥就起到保護(hù)油層的功能。結(jié)論1、由于本身結(jié)構(gòu)方面的原因，機(jī)械式油管錨坐錨成功率低，使用的越來(lái)越少。目前被較為廣泛應(yīng)用的是液力油管錨，由于液壓?jiǎn)蜗蚩ㄍ哂凸苠^在一定程度上克服了機(jī)械式油管錨的不足并且同樣有雙向錨定管柱，可以改善管柱受力狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，所以該類錨應(yīng)該是以后主要的研究方向2、油