SJG(140)液压式双级箍结构主要包括关孔座、关孔套、关孔销钉、开孔套、开孔销钉、锁环及本体等(如示)。作用原理根据帕斯卡定理,液体内部的压强处处相等,当压强相等而面积不相等时,作用在不同面积上的压力也不同。液压式双级箍就是根据这个普通物理定理,利用开孔座上下截面积的不同(上截面积大于下截面积)而产生一向下的力,从而剪切销钉,实现双级箍开孔。开孔后,注水泥作业。当达到二级水泥的额定注入量时,打入上胶塞,在关孔套处碰压,关孔,止退环弹开,永久关闭。待水泥凝固后,下相应钻具,钻掉双级箍内部结构。
主要技术参数*大外径:a178;*小内径:a84;钻水泥塞后通径:a11816;总体长度:676mm;两端扣型:a13917API长圆扣;循环孔径:a4a32;本体抗拉>150t;本体抗挤>70MPa;本体抗压>50MPa;液压开孔压力:522MPa(可调);炮弹开孔压力:45MPa;关孔压力:15MPa.
试验情况室内试验该工具经过多次室内试验,试验结果表明,试验数据与计算值基本吻合。双级箍开孔、关孔灵活,有效,已达到现场试验的条件。在现场应用时,可根据实际情况调整剪切销钉的数量来控制开、关孔的压力值。
试验结果1开孔销钉数量6个,关孔销钉数量4个,经一级胶塞过双级箍压力为016MPa;密封性:15MPa密封良好;开孔压力:20MPa;关孔压力:8MPa,关孔效果良好。试验结果2开孔销钉数量6个,关孔销钉数量4个;开孔塞开孔压力:20MPa;关孔压力:8MPa;反向敲击关孔套,关孔套不移动,自锁性良好。模拟现场施工试验结果下胶塞碰压:15MPa;憋压20MPa开孔;上胶塞关孔压力8MPa.
现场试验通过大量室内试验后,SJG(Y)140型液压双级箍进行了3口井的现场试验。这3口井是CHW01水平井、CWH02水平井和CHW01侧钻水平井。现场试验数据如下。CHW01水平井液压双级箍下深:2284153m,井斜角50b.液压双级箍开孔方式:压差开孔;开孔压力:1915MPa.液压双级箍关孔压力:压升至18MPa,放回水有少量泄漏,再将泵压升至19MPa,再放回水无泄漏现象,证明双级箍关孔成功。
结论和认识(1)通过大量室内试验和三口水平井的现场试验,该双级箍各项性能指标达到设计要求,证明研制的液压式双级箍结构合理,性能稳定,操作简单,是能够满足现场需要的固井、完井工具。(2)使用自行研制的液压双级箍效益明显。该工具的费用仅为国外同类产品的30%-40%,而且使用自行研制的液压双级箍无论从时间上还是组织工作上都便利了许多。(3)液压式双级箍扩大了双级箍的使用范围,比普通型双级箍更安全有效,操作简单。目前,只研制开发了a13917液压双级箍和a17718液压双级箍,需进行更大和更小尺寸液压双级箍的系列化研制。