分层配产井用丢手管柱技术探讨

分层配产井用丢手管柱技术探讨

王守舵 ,冯贵洪 ,魏炎红

(贵州航天凯山石油仪器有限公司，贵阳 550009）

摘要：针对传统的电缆分层配产管柱无法实现生产管柱和配产管柱分离、电缆二次对接的问题，一般需要一种可丢手、可二次对接的电缆分层配产管柱，其关键部分为丢手管柱用单芯湿接头。本文梳理整套管柱的施工工艺，介绍了单芯湿接头。

关键词：电缆分层配产、单芯湿接头、丢手、伸缩

1 引言

传统的电缆分层配产井（定量配产井、分层采油井）的管柱由不可分离的生产管柱和配产管柱组成，其外侧有电缆连接供电，存在以下问题：①检泵作业时，生产管柱和配产管柱不能分离，需将配产管柱随生产管柱同时起出，导致配产管柱过早失效，增加生产成本；②生产过程中，抽油泵带动整个管柱不断伸缩，引起封隔器蠕动，造成分层失效；③生产管柱下端无法悬挂过多的配产管柱，受井筒限制，只能选择非标电泵，完井工艺受限。

为解决上述问题，需要一种可丢手、可二次对接的电缆分层配产管柱，其中关键部分为丢手管柱用单芯湿接头。

2 工作思路

2.1 基本想法

新的电缆分层配产管柱的核心功能是：配产管柱的丢手与打捞、电缆的连接与断开。如图1所示，借鉴油田丢手管柱、井下湿式对接的思路，在原有的生产管柱和配产管柱之间增加可丢手、可二次对接的单芯湿接头以解决上述问题。

a)传统分层配产管柱              b)新的分层配产管柱

图1 两种分层配产管柱示意图

2.2 施工工艺

分析整个管柱的使用情况，梳理新的分层配产管柱的施工工艺是否满足现场施工要求，其主要涉及三种工艺。

现场施工工艺解决管柱下到井底。流程是：①作业管柱将下接头和配产管柱下入井内，同时捆钢管电缆→井口打压，胀封封隔器，配产管柱丢手→提出作业管柱；②下生产管柱和上接头，同时捆钢管电缆→井下两接头对接→上提生产管柱，留伸缩距离→地面检查对接。关键点是丢手和湿式对接。

检泵工艺的流程是上提生产管柱和上接头至井口→地面检泵，维护上接头→重新下生产管柱、上接头→两接头对接→上提生产管柱，留伸缩距离→地面检查电缆对接。关键点是二次对接。

打捞工艺解决打捞丢手配产管柱。流程是上提生产管柱和上接头至井口→下作业管柱和打捞矛→打捞矛与下接头的丢手部分对接，卡瓦受力→上提作业管柱，将下接头和配产管柱提出→地面维护两接头。

3 具体设计

3.1 总体组成

产品由上接头、下接头（含丢手）和附件（打捞矛、电缆接头）组成。

3.2 上接头

上接头为公接头，由供电组件和伸缩组件组成。

供电组件主要实现向下供电和锁紧功能，技术点有：电极的绝缘密封（绝缘环和密封圈密封）、密封圈的对接防脱（燕尾槽结构）、电气连接、底部锁紧机构（环形槽和钢球锁紧）、底部刮削环。

伸缩组件主要实现生产管柱与供电组件之间的伸缩补偿，技术点有：

a)采用绕制成螺旋线型的钢管电缆实现生产管柱与供电组件之间的电气连接；释放前，外管保护螺旋线型钢管电缆；

b)伸缩释放：两接头缓慢对接后，生产管柱继续向下移动，剪断伸缩销钉，实现移动管与生产管柱由固定连接变为浮动连接；后续适当上提生产管柱留出管柱蠕动距离；

c)伸缩补偿：移动管和生产管柱之间为浮动连接，且有补偿空间，故生产管柱不影响供电组件；螺旋线型钢管电缆弹性伸缩，保证电气连接可靠。

3.3 下接头

下接头为母接头，由受电组件和丢手组件组成。

受电组件位主要实现受电和锁紧功能，技术点有：电极的绝缘密封（绝缘环和密封圈密封）、电气连接、底部锁紧机构（环形槽和钢球锁紧）、底部刮削环、对接位置尺寸（小间隙配合）。

丢手组件主要实现丢手和打捞功能。丢手方式为：液压推动活塞，剪切销钉，释放锁爪。丢手销钉用于限定活塞初始位置。锁爪左侧与丢手上接头螺纹连接，右侧受活塞外径限制，其凸起卡在连接管的内槽，起到上下连接作用，实现丢手前承受底部配产管柱重量、丢手时变形收口丢手。

丢手过程：①管柱携带下接头和配产管柱下井时，从上到下依次为油管、丢手上接头、锁爪、外管、丢手下接头、配产管柱；②地面打压，封隔器坐封，压力大于15MPa后，活塞右移，剪断丢手销钉，给锁爪右侧凸起向内收拢留出空间；③上提油管，锁爪上移，外管不动；锁爪右侧向内收拢，脱离内槽；最终锁爪和连接管彻底脱开，完成丢手。

打捞时，使用滑块式卡瓦打捞矛。打捞点为下接头中外管内侧圆柱面(即丢手前锁爪外侧对应圆柱面)。打捞矛上部连接油管，倒齿沿打捞本体的斜面滑动。倒齿与外管内侧接触。上提油管后，打捞本体向外推倒齿，挂住外管。继续上提油管，打捞配产管柱。

4 结论

针对传统的电缆分层配产管柱无法实现生产管柱和配产管柱分离、电缆二次对接的问题，一般需要一种可丢手、可二次对接的电缆分层配产管柱，其关键部分为丢手管柱用单芯湿接头。梳理整套管柱的施工工艺，提出相应的设计要求，介绍了丢手管柱用单芯湿接头。

王守舵，男，汉，35岁，山东泰安，大学本科，从事石油设备设计开发工作多年。