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内蒙古石油化工 ２０１３年第１６期
井下节流器失效原因分析及对策
张雄兵，周绍波
（）长庆油田第三采气厂，内蒙古鄂尔多斯 ０１７３００
阐述井下节流器的结构原理和特点，针对其结构设计、投捞施工及井况环境等综合因素来 摘 要：
并采取相对应的措施来减少节流器的失效率，以提高气井的开采时率，达分析井下节流器的失效原因，到持续稳产的目的。
关键词：节流器；结构原理；失效分析；对策
（）ＴＥ３５８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１２０１３１６—００１０—０５ 中图分类号：
国内外油气田为了 井下节流技术是近几年来，
经济有效的开发而推广的新技术。因为它不仅实现了井筒节流降压，还降低了地面建设投资。有效地解决因井筒内水合物的生成而引发的频繁堵塞保护减少了天然气资源浪费，降低了生产过程中了储层，
的安全隐患，保证气井持续平稳生产的目的。
井下节流器的大规模使用，虽然成功的稳定了气井生产能力的目的，但我们却又迎来了一个新的问题，节流器的使用寿命及失效造成的损失有待我们去分析探讨，进而不断完善改进。
因节流器的失效产生的危害：①对井下节流打捞作业，存在严重的安全隐患。因井下节流打捞作业是在不压井条件下进行的，作业过程中主要采用防喷管系统，由于井内压力不稳定，引起防喷管系统超压爆裂，从而引发安全隐患事故。②失去了失控、
甚至在井口和地面集输管线原有集输模式的优势，
等设备内极易形成水合物而发生冻堵，造成较大的安全生产风险。
１ 井下节流技术工艺原理
井下节流技术是将原来的地面节流降压放到井下适当位置内实现节流降压的过程。其工艺原理是利用气流经过井下节流器的节流嘴，使天然气在井温度降低。然后再充分利用地温内节流后的压力、
在上升至井口时，温度能恢复到节流前温进行加热，
度，压力也较低，水合物就失去了生成的条件，有效地防止了水合物的形成，从而大大地降低了井筒及集输管线的压力。达到气井持续稳定的生产目的。
图１ 井下节流前后的井筒温度、压力剖面
井下节流前后的井筒温度、压力剖面如图１所示。
２ 井下节流器的种类及其结构原理
为适应各大油田的开发，根据各油田不同区块地理环境的井况，井下节流技术作为一项新技术而导致井下节流器的种类也繁多。目前井研究开发，
下节流器主要大致可分为两种：活动型和固定型。
活动型井下节流器可根据需要下入任意井段位置，座封位置可调，投放打捞作业方便可靠，特别适合需节流的老井。
固定型井下节流器下入位置由井下工作筒位置来确定，它的承受压差较高，密封效果好，投捞作业也简单可靠，适合在新投产井中使用。
现我们以苏里格气田为例，该气田属于非均质性极强致密岩性气田，呈现出典型的“低渗、渗压、低”丰度、低产、特征。为了降低井口油压，提高单井自身的携液能力，降低天然气水合物形成几率、简化地
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收稿日期：２０１３－０６－１８
，作者简介：张雄兵（工作于长庆油田分公司第三采气１９８２—）２００６年毕业于长江大学机械设计制造及其自动化专业，
厂，助理工程师，从事天然气技术开发工作
。
面工艺流程，减少后期维护工作量，最大程度的降低成本，井下节流工艺在苏里格气田得到了广泛应用并成为生产集输的关键技术之一。目前已进入规模化投用的主要有以下三种型号：ＣＱＸ型、ＣＱＺ型和ＨＹ－４型节流器。
它主要是由打捞头、卡ＣＱＸ型卡瓦式节流器，瓦、本体、密封胶筒及节流嘴等组成，如图２所示。
作为固定型井下节流器的外密封筒；芯子即活动油嘴由油嘴套、密封胶圈、卡定机构和打捞头组成，如图４所示。与工作筒配合实现井下节流（通过调换。不同规格油嘴）
图４ ＣＱＺ型预制工作筒式节流器芯子结构示意图
该井下节流器属于固定型的一种井下工具。新井下完井生产管柱（即油管）时，在设计位置安装工作筒，因工作筒具有高精度密封面，芯子与工作筒微间隙复合密封。投产后，利用专用投放工具通过钢丝作业
图２ ＣＱＸ型卡瓦式节流器结构示意图
将节流器芯子投入工作筒，依靠芯子上的锁块卡入上提钢丝，投放工具与芯子脱工作筒槽内实现定位，
离，完成节流器投放。该井下节流器目前应用不多，也不易失效，但在产能调配、油嘴堵塞时需要通过修井起出管柱来实现，费用相比于钢丝作业要高。它主要是由脱接机构ＨＹ－４型压差式节流器，
下部悬挂机构包括打捞机构、防顶和悬挂机构组成，
卡瓦机构、密封机构、解卡机构、气嘴机构、防砂机构等，如图５所示。
该井下节流器属于活动型的一种新型井下工具。采用钢丝作业进行投捞，当节流器下放到设定深度时，上提使解锁轴上移张开，卡瓦咬合在油管内壁上，然后再缓慢下放，当张力小于５加速上提，剪断连接０ＫＧ时，销钉，密封胶筒被撑开座封，实现以弹簧和气流压差逐下形成一定的压差级两级胶筒密封。而节流嘴上、
促使节流器座封越牢靠。打捞时，当打捞工具抓住节流器打捞头后，密封胶筒收缩，卡瓦松开，上提即可起出节流器。该井下节流器目前在各油气田运用最为广泛，但经过现场大规模的投入使用情况来看，该井下节流器极易在井下高温、高压及交变压差下，密封胶筒失去密封性而导致失效。
图５ ＨＹ－４型压差式节流器结构示意图
该井下节流器属于活动型的一种井下工具。采用空气包的压缩力座封，针对苏里格气田的井口压力，节流器内空气包的压缩力可达０．远８～２．１吨，远大于弹簧力，井内压力越高，胶筒压缩力越大坐封
图３ ＣＱＺ型预制工作筒式节流器结构示意图
越严。
在投放时，先将投放机构和节流器组配在一起，／以不大于６０ｍｍｉｎ的正常下井速度快下到设计位
它主要是由工作ＣＱＺ型预制工作筒式节流器，
筒和芯子两大部分组成，如图３所示。工作筒用来
计投放深度选择适当的节流器还是远远不够的，还需要考虑投入井况的各项综合因素，在根据其综合因素，选用合理结构和类别的节流器。例如根据出砂，产水，压力，温度等因素来选择抗压、抗磨、抗腐蚀的节流器；根据不同区块、不同地理环境及不同井采用不同结构的节流器和不同直径类别节流嘴况，
的节流器；根据单井的不同情况，在井下设置合适的井下节流器等等。
特别是随着气田的大规模开发，丛式井的数量也越来越多，在丛式井中节流器的结构设计的选型要求也越严格，根据丛式井造斜点的特点选用合适的节流器，减少节流器的失效。例如ＣＱＸ型节流对于造斜点器设计投放深度通常为１８００～１９００ｍ，尤其是造斜点在几百米的井本来投放１８００ｍ以上，
就有一定的难度，更别说在１就９００ｍ以上的深井，更加缺乏适用性，需要进一步开展新技术攻关试验，减少节流器的失效性，提高节流器在丛式井中的适用性。
根据现场节流器失效后打捞情况来看，由于更适合用于丛式井。ＨＹ－４型节流器的独特设计，
解封ＨＹ－４型节流器采用活塞提供的坐封力坐封；在上提出井时，使卡牙和密结构采用强制解卡机构，
封段强制回缩至节流器钢体内；气嘴采用人工陶瓷密封胶筒采用氟橡胶材料等措施，不仅延耐磨材料；
长了节流器的使用寿命，还减少了节流器的失效率。材质材料处理不合理３．３ 节流器的结构工艺设计、
节流器的结构工艺设计不合理，导致节流器失效率仍然占相当比例。
从现场打捞来看，因为节流器本身结构及材质的问题，在打捞过程中出现打捞颈拉断、卡瓦或卡瓦环断裂、密封胶筒胶皮腐蚀老化等问题，致使节流器落入井内失效，同时造成打捞困难的问题。
／置时，加速下放，当达到２００～３００ｍｍｉｎ的速度时突然刹车，此时井下工具串在下行惯性力作用下，使投放机构和节流器产生位移，卡瓦首先失锁脱开，在并咬合在弹簧力作用下快速向下沿导锥向外运动，油管内壁上，阻止节流器上移，此时慢速上提投送当负荷增至１投送器上的中心杆器，００ｋｇ左右时，即可拔出，同时空气包内的上下两个活塞在井内高压气体作用下做相对运动，压缩空气包内的低压空气，进而带动胶筒上下压环做相对运动，使胶筒被压缩膨胀紧贴油管内壁，密封油管。
在打捞时，下打捞器到相应位置，快速下放可退式打捞器，当抓住捞头后上提钢丝，启动震击器上提此时节流器被解锁，卡瓦上移与下部锥面剪断销定，
脱离开，脱开后的卡瓦及被强制机构缩回，为密封胶筒的回缩腾出空间，此时，密封胶筒的弹性的作用下回缩至节流器钢体内，上提钢丝将节流器打捞出井。３ 节流器的失效分析及对策
井下节流器在苏里格气田的开发中发挥了重要但在生产实践中也暴露出产品的不足。由于作用，
各类井下节流器本身结构性能特点及所投放井内各项环境等因素，造成节流器失效的原因很多，现根据目前投入使用的情况来看，总结了以下几点供参考分析。
３．１ 节流器的使用寿命
井下节流器的寿命一般为１～２年，有效期很短。再加上本身质量和井内特殊复杂的环境，更加缩短了其使用寿命。特别是密封胶皮在高压、高温及流体的冲蚀下损坏，导致胶筒与油管内壁密封不严而影响其密封寿命。因此还需进一步研究开发更
１］
。如图６耐磨、耐冲蚀的井下节流器密封件材质［
所示密封胶筒胶皮腐蚀老化状态。
图６ 密封胶筒胶皮腐蚀老化
３．２ 节流器的选用不合理
节流器选用不合理，也是造成节流器失效的原因之一。目前，开发使用的节流器种类繁多，但是各种节流器的适用范围是有针对性。我们仅仅根据设
图７ 苏１４ｘｘ井拉断的打捞颈
在苏１打捞筒抓住节流器，在上４ｘｘ井打捞时，提过程中上提张力超过打捞颈的最大拉力值导致节流器打捞颈拉断，造成节流器失效而出现打捞困难如图７所示。针对这样情况只有设计特殊的情况，
的打捞工具或进行压井起钻更换油管打捞节流器作业。
卡瓦也是节流器的关键配件，因卡瓦的材质问题和设计的缺陷，将会出现节流器卡瓦断裂或卡不牢被气层压力上顶滑动或掉入井底而失效；也会因卡瓦卡死而造成节流器打捞困难。因此对它的材质为此一般选用优质合金及材料的热处理要求很高，
钢材料３５ＣｒＭｏ加工卡瓦，３５ＣｒＭｏ材料抗拉强度，配合精心设计和加工及高进度热处理来１０００ＭＰａ
避免因卡瓦的失效而影确保卡瓦的质量和强硬度，
２］
。响生产的正常运行［
３．５ 井筒内出砂和出液严重
在施工时，为简化试气工序，返排时间较短，残留在井筒内的压裂砂和压裂液未排尽，且依附于井筒壁上或沉积在井底。在井下节流器下放到设计位置后，出现卡瓦被泥沙卡死不能张开，或卡瓦与油管固定力量不足导致卡瓦座封不稳、不接触面过小、
牢，在大压差作用下，出现卡瓦滑脱，使节流器发生较大位移，导致节流器失效。给节流器的投放、生产和打捞都造成了不同程度的影响。
特别在开井后，气层严重出砂时，容易导致节流器内被泥砂填满形成砂堵，造成节流器失效。以苏在投放节流器８个月后失效，打捞后１４ｘｘ井为例，
分别间隔半个月共三次投放节流器，每次投放后气嘴很快堵塞。且当投放后开井时油压顺利下降至系，但流量为零。保持这个状态统压力（４ＭＰａ左右）直到第二日，流量仍为零。判断该井节流器可能水淹，或者由于该井筒内积砂较多，可能造成节流嘴堵塞。后从该井捞出的节流器看，上、下胶筒均只有少许磨损。拆开后发现两个密封圈完好，但节流器砂中心杆和节流器主体内腔都已经完全被泥堵严重，
砂塞满，气嘴用钢丝都无法穿过，砂堵造成节流器失如图８所示。效，
然而密封胶筒的材质不合格，耐温性、耐压性和在井筒高温等因素影响下容易破裂、抗腐蚀性能差，
损坏。同时在打捞时，节流器密封胶筒与井内管柱内壁产生摩擦力，导致节流器密封胶筒磨损失效，造成打捞困难。为此在节流器解封后，要给密封胶筒提供回缩空间。密封胶筒材质的选用可采用氟橡胶，同时增强天然气的腐蚀力。
因此，对节流器的结构设计和材质优化方面还进一步的降低节流器的需要加强研究和攻关力度，失效率。
３．４ 节流器投放打捞施工不稳定
在节流器的投放打捞施工过程中往往因为人为因素造成施工的不稳定性，导致节流器出现损伤而失效。
节流器投放操作时要缓慢、匀速进行，达到设计深度后向上震击脱手，实际施工过程中存在下方速销钉强度低、与井筒摩擦或轻微遇阻等现度过快、
象，造成节流器封座位置未能达到设计位置，或座封不稳，造成节流器失效。如苏１４ｘｘ井下放至设计，深度后脱手（操作速度过快）卡瓦坐封不稳，下探发现节流器位置下移，开井生产２０天后失效。
在打捞更换时也要把握住速度，因节流器卡瓦经震击后松动，速度过快，可能导致卡瓦与油管内丝扣处发生碰撞，造成堵、卡，还有可能造成节流器各部分承受压力不均，出现局部或节流器主要部位卡致使节流器失效，严重的造成打捞困难。死，
因此，在投放、打捞节流器的施工过程中要严格按照操作规程操作，尽量避免因操作失误而造成不必要的损失。
图８ 节流器内被泥砂塞满
图９ 苏１４ｘｘ井冲蚀后的气嘴
当气井产液量大，或地层出砂严重，开井瞬时气量过大，气、液和地层砂在高速气流的带动下，冲蚀节流器气嘴，使较薄弱的气嘴腔外延部分脱落或刺气嘴增大，造成气井产量偏大，节流未坏节流器嘴，
达到设计效果，最终导致节流器失效，如图９所示冲蚀后的气嘴。
因此，要加强施工监督，严格审核施工质量，要求延长返排时间，待砂液排尽或准许的有效范围内。３．６ 开关井时间与频次
节流器投放后，在生产过程中，长时间不开井而突然开井或者开关井次数频繁致使节流前后的压差频繁升高和降低，引起节流器各部件受力发生变化，造成节流器胶筒胶皮等各部件性能受到伤害，最终导致节流器失效。这种情况下的失效率较高。
例如在气井正常生产过程中，气嘴上下游压差，气嘴上、下形成一定的压差，该通常为１０～２０ＭＰａ但关井后，上下游压力趋于一压力促使胶筒变形，
致，胶筒又有恢复原形状的趋势。由此频繁开关井造成密封胶筒平凡收缩，与井筒间出现间隙，从而出现失效。
因此，在投放节流器时，首先要选好具备投放条件的井，投放后立即开井，从而确保节流器在投放后短时间内，节流器胶筒能充分发挥压差密封的作用。其次，减少开关井频次，降低节流前后的频繁压差，避免节流器胶筒胶皮撕裂，导致胶筒密封性失效。３．７ 其他原因
在投放节流器时，井内油管和井口设备的不规则部分，同样会出现节流器划伤失效。例如苏１４ｘｘ井在２每次投放到大四００７年连续投放节流器四次，下放时张力明显下降，通过后张力回通处均有阻挡，
升，最终导致节流器失效。将失效节流器打捞出后座封胶筒胶皮脱落、损坏，判断在大四通处有发现，
不规则部分，在节流器在通过大四通时胶筒被划伤，导致在井底受压后损坏失效，如图１０所示。
在打捞过程中，打捞时抓住节流器后打捞筒销钉断，节流器掉入井内，造成无法打捞而失效，只能重新投放等等。
结合以上所述，综合分析发现，井下节流器失效问题主要发生在密封胶筒、卡瓦、节流嘴三个部位。现场失效节流器打捞上来看发现密封垫都出现不同出现密封垫与井壁发程度的损坏。节流器上提时，
生摩擦，有时会卡死节流器，增大节流器的打捞难度。
图１０ 节流器密封胶筒失效
４ 结论及建议
井下节流技术作为在油气田大规模低成本经济开发过程中的一项新技术，井下节流器的使用占据的比例也越来越大。而井下节流器的失效引起的生产事故也频频发生，因此根据井下节流器的主要失效原因，需要各研发机构结合现场的实际进一步开发研制和改进。针对以上井下节流器的失效原因，提供以下几点建议：①对节流器本身材质和结构进行优化开发研究或改良，特别是失效频率较高的结，如密封胶筒、卡瓦、打捞颈等组件）使其失构组件（
效率更低，且在失效后能容易打捞；②提高井节流器在各种井况下的适用性。如ＣＱＸ－５６型节流器投放深度通常为１对于造斜点在８００～１９００ｍ，为此要１８００ｍ以上的井投放节流器有一定的难度，开展新技术攻关试验，以提高节流器的斜井中的适用性；③以大规模应用的苏里格气田而言，在不同压力、产层的井，有节流器配产与实际产量之类型、
间的误差较大。因此根据配产的需求选用合适的井下节流器；④采取多种形式的井下节流器进行综合应用。例如以预置筒式井下节流器为主，配合使用卡瓦式井下节流器与固定式井下节流器相结合的技术路线；⑤建议通过动静态资料摸索各类气井稳定压力及合理配产设计节流器气嘴；⑥根据井底出砂出液严重，建议压裂试气后尽量将入井的砂液返排干净，并选用防砂节流器。
［参考文献］
［］郝玉鸿．榆林气田井下节流技术研究１ 张宗林，
］：与应用［石油钻采工艺，Ｊ．２００９，３１（１）１０８１２．～１
［］冯朋鑫，等．２ＨＹ－４型节流器在苏里 古成义，
］格气田的应用［Ｊ．石油钻采工艺，２０１０，３２
（）：４１２０～１２２．
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内蒙古石油化工 ２０１３年第１６期
井下节流器失效原因分析及对策
张雄兵，周绍波
（）长庆油田第三采气厂，内蒙古鄂尔多斯 ０１７３００
阐述井下节流器的结构原理和特点，针对其结构设计、投捞施工及井况环境等综合因素来 摘 要：
并采取相对应的措施来减少节流器的失效率，以提高气井的开采时率，达分析井下节流器的失效原因，到持续稳产的目的。
关键词：节流器；结构原理；失效分析；对策
（）ＴＥ３５８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１２０１３１６—００１０—０５ 中图分类号：
国内外油气田为了 井下节流技术是近几年来，
经济有效的开发而推广的新技术。因为它不仅实现了井筒节流降压，还降低了地面建设投资。有效地解决因井筒内水合物的生成而引发的频繁堵塞保护减少了天然气资源浪费，降低了生产过程中了储层，
的安全隐患，保证气井持续平稳生产的目的。
井下节流器的大规模使用，虽然成功的稳定了气井生产能力的目的，但我们却又迎来了一个新的问题，节流器的使用寿命及失效造成的损失有待我们去分析探讨，进而不断完善改进。
因节流器的失效产生的危害：①对井下节流打捞作业，存在严重的安全隐患。因井下节流打捞作业是在不压井条件下进行的，作业过程中主要采用防喷管系统，由于井内压力不稳定，引起防喷管系统超压爆裂，从而引发安全隐患事故。②失去了失控、
甚至在井口和地面集输管线原有集输模式的优势，
等设备内极易形成水合物而发生冻堵，造成较大的安全生产风险。
１ 井下节流技术工艺原理
井下节流技术是将原来的地面节流降压放到井下适当位置内实现节流降压的过程。其工艺原理是利用气流经过井下节流器的节流嘴，使天然气在井温度降低。然后再充分利用地温内节流后的压力、
在上升至井口时，温度能恢复到节流前温进行加热，
度，压力也较低，水合物就失去了生成的条件，有效地防止了水合物的形成，从而大大地降低了井筒及集输管线的压力。达到气井持续稳定的生产目的。
图１ 井下节流前后的井筒温度、压力剖面
井下节流前后的井筒温度、压力剖面如图１所示。
２ 井下节流器的种类及其结构原理
为适应各大油田的开发，根据各油田不同区块地理环境的井况，井下节流技术作为一项新技术而导致井下节流器的种类也繁多。目前井研究开发，
下节流器主要大致可分为两种：活动型和固定型。
活动型井下节流器可根据需要下入任意井段位置，座封位置可调，投放打捞作业方便可靠，特别适合需节流的老井。
固定型井下节流器下入位置由井下工作筒位置来确定，它的承受压差较高，密封效果好，投捞作业也简单可靠，适合在新投产井中使用。
现我们以苏里格气田为例，该气田属于非均质性极强致密岩性气田，呈现出典型的“低渗、渗压、低”丰度、低产、特征。为了降低井口油压，提高单井自身的携液能力，降低天然气水合物形成几率、简化地
＊
收稿日期：２０１３－０６－１８
，作者简介：张雄兵（工作于长庆油田分公司第三采气１９８２—）２００６年毕业于长江大学机械设计制造及其自动化专业，
厂，助理工程师，从事天然气技术开发工作
。
面工艺流程，减少后期维护工作量，最大程度的降低成本，井下节流工艺在苏里格气田得到了广泛应用并成为生产集输的关键技术之一。目前已进入规模化投用的主要有以下三种型号：ＣＱＸ型、ＣＱＺ型和ＨＹ－４型节流器。
它主要是由打捞头、卡ＣＱＸ型卡瓦式节流器，瓦、本体、密封胶筒及节流嘴等组成，如图２所示。
作为固定型井下节流器的外密封筒；芯子即活动油嘴由油嘴套、密封胶圈、卡定机构和打捞头组成，如图４所示。与工作筒配合实现井下节流（通过调换。不同规格油嘴）
图４ ＣＱＺ型预制工作筒式节流器芯子结构示意图
该井下节流器属于固定型的一种井下工具。新井下完井生产管柱（即油管）时，在设计位置安装工作筒，因工作筒具有高精度密封面，芯子与工作筒微间隙复合密封。投产后，利用专用投放工具通过钢丝作业
图２ ＣＱＸ型卡瓦式节流器结构示意图
将节流器芯子投入工作筒，依靠芯子上的锁块卡入上提钢丝，投放工具与芯子脱工作筒槽内实现定位，
离，完成节流器投放。该井下节流器目前应用不多，也不易失效，但在产能调配、油嘴堵塞时需要通过修井起出管柱来实现，费用相比于钢丝作业要高。它主要是由脱接机构ＨＹ－４型压差式节流器，
下部悬挂机构包括打捞机构、防顶和悬挂机构组成，
卡瓦机构、密封机构、解卡机构、气嘴机构、防砂机构等，如图５所示。
该井下节流器属于活动型的一种新型井下工具。采用钢丝作业进行投捞，当节流器下放到设定深度时，上提使解锁轴上移张开，卡瓦咬合在油管内壁上，然后再缓慢下放，当张力小于５加速上提，剪断连接０ＫＧ时，销钉，密封胶筒被撑开座封，实现以弹簧和气流压差逐下形成一定的压差级两级胶筒密封。而节流嘴上、
促使节流器座封越牢靠。打捞时，当打捞工具抓住节流器打捞头后，密封胶筒收缩，卡瓦松开，上提即可起出节流器。该井下节流器目前在各油气田运用最为广泛，但经过现场大规模的投入使用情况来看，该井下节流器极易在井下高温、高压及交变压差下，密封胶筒失去密封性而导致失效。
图５ ＨＹ－４型压差式节流器结构示意图
该井下节流器属于活动型的一种井下工具。采用空气包的压缩力座封，针对苏里格气田的井口压力，节流器内空气包的压缩力可达０．远８～２．１吨，远大于弹簧力，井内压力越高，胶筒压缩力越大坐封
图３ ＣＱＺ型预制工作筒式节流器结构示意图
越严。
在投放时，先将投放机构和节流器组配在一起，／以不大于６０ｍｍｉｎ的正常下井速度快下到设计位
它主要是由工作ＣＱＺ型预制工作筒式节流器，
筒和芯子两大部分组成，如图３所示。工作筒用来
计投放深度选择适当的节流器还是远远不够的，还需要考虑投入井况的各项综合因素，在根据其综合因素，选用合理结构和类别的节流器。例如根据出砂，产水，压力，温度等因素来选择抗压、抗磨、抗腐蚀的节流器；根据不同区块、不同地理环境及不同井采用不同结构的节流器和不同直径类别节流嘴况，
的节流器；根据单井的不同情况，在井下设置合适的井下节流器等等。
特别是随着气田的大规模开发，丛式井的数量也越来越多，在丛式井中节流器的结构设计的选型要求也越严格，根据丛式井造斜点的特点选用合适的节流器，减少节流器的失效。例如ＣＱＸ型节流对于造斜点器设计投放深度通常为１８００～１９００ｍ，尤其是造斜点在几百米的井本来投放１８００ｍ以上，
就有一定的难度，更别说在１就９００ｍ以上的深井，更加缺乏适用性，需要进一步开展新技术攻关试验，减少节流器的失效性，提高节流器在丛式井中的适用性。
根据现场节流器失效后打捞情况来看，由于更适合用于丛式井。ＨＹ－４型节流器的独特设计，
解封ＨＹ－４型节流器采用活塞提供的坐封力坐封；在上提出井时，使卡牙和密结构采用强制解卡机构，
封段强制回缩至节流器钢体内；气嘴采用人工陶瓷密封胶筒采用氟橡胶材料等措施，不仅延耐磨材料；
长了节流器的使用寿命，还减少了节流器的失效率。材质材料处理不合理３．３ 节流器的结构工艺设计、
节流器的结构工艺设计不合理，导致节流器失效率仍然占相当比例。
从现场打捞来看，因为节流器本身结构及材质的问题，在打捞过程中出现打捞颈拉断、卡瓦或卡瓦环断裂、密封胶筒胶皮腐蚀老化等问题，致使节流器落入井内失效，同时造成打捞困难的问题。
／置时，加速下放，当达到２００～３００ｍｍｉｎ的速度时突然刹车，此时井下工具串在下行惯性力作用下，使投放机构和节流器产生位移，卡瓦首先失锁脱开，在并咬合在弹簧力作用下快速向下沿导锥向外运动，油管内壁上，阻止节流器上移，此时慢速上提投送当负荷增至１投送器上的中心杆器，００ｋｇ左右时，即可拔出，同时空气包内的上下两个活塞在井内高压气体作用下做相对运动，压缩空气包内的低压空气，进而带动胶筒上下压环做相对运动，使胶筒被压缩膨胀紧贴油管内壁，密封油管。
在打捞时，下打捞器到相应位置，快速下放可退式打捞器，当抓住捞头后上提钢丝，启动震击器上提此时节流器被解锁，卡瓦上移与下部锥面剪断销定，
脱离开，脱开后的卡瓦及被强制机构缩回，为密封胶筒的回缩腾出空间，此时，密封胶筒的弹性的作用下回缩至节流器钢体内，上提钢丝将节流器打捞出井。３ 节流器的失效分析及对策
井下节流器在苏里格气田的开发中发挥了重要但在生产实践中也暴露出产品的不足。由于作用，
各类井下节流器本身结构性能特点及所投放井内各项环境等因素，造成节流器失效的原因很多，现根据目前投入使用的情况来看，总结了以下几点供参考分析。
３．１ 节流器的使用寿命
井下节流器的寿命一般为１～２年，有效期很短。再加上本身质量和井内特殊复杂的环境，更加缩短了其使用寿命。特别是密封胶皮在高压、高温及流体的冲蚀下损坏，导致胶筒与油管内壁密封不严而影响其密封寿命。因此还需进一步研究开发更
１］
。如图６耐磨、耐冲蚀的井下节流器密封件材质［
所示密封胶筒胶皮腐蚀老化状态。
图６ 密封胶筒胶皮腐蚀老化
３．２ 节流器的选用不合理
节流器选用不合理，也是造成节流器失效的原因之一。目前，开发使用的节流器种类繁多，但是各种节流器的适用范围是有针对性。我们仅仅根据设
图７ 苏１４ｘｘ井拉断的打捞颈
在苏１打捞筒抓住节流器，在上４ｘｘ井打捞时，提过程中上提张力超过打捞颈的最大拉力值导致节流器打捞颈拉断，造成节流器失效而出现打捞困难如图７所示。针对这样情况只有设计特殊的情况，
的打捞工具或进行压井起钻更换油管打捞节流器作业。
卡瓦也是节流器的关键配件，因卡瓦的材质问题和设计的缺陷，将会出现节流器卡瓦断裂或卡不牢被气层压力上顶滑动或掉入井底而失效；也会因卡瓦卡死而造成节流器打捞困难。因此对它的材质为此一般选用优质合金及材料的热处理要求很高，
钢材料３５ＣｒＭｏ加工卡瓦，３５ＣｒＭｏ材料抗拉强度，配合精心设计和加工及高进度热处理来１０００ＭＰａ
避免因卡瓦的失效而影确保卡瓦的质量和强硬度，
２］
。响生产的正常运行［
３．５ 井筒内出砂和出液严重
在施工时，为简化试气工序，返排时间较短，残留在井筒内的压裂砂和压裂液未排尽，且依附于井筒壁上或沉积在井底。在井下节流器下放到设计位置后，出现卡瓦被泥沙卡死不能张开，或卡瓦与油管固定力量不足导致卡瓦座封不稳、不接触面过小、
牢，在大压差作用下，出现卡瓦滑脱，使节流器发生较大位移，导致节流器失效。给节流器的投放、生产和打捞都造成了不同程度的影响。
特别在开井后，气层严重出砂时，容易导致节流器内被泥砂填满形成砂堵，造成节流器失效。以苏在投放节流器８个月后失效，打捞后１４ｘｘ井为例，
分别间隔半个月共三次投放节流器，每次投放后气嘴很快堵塞。且当投放后开井时油压顺利下降至系，但流量为零。保持这个状态统压力（４ＭＰａ左右）直到第二日，流量仍为零。判断该井节流器可能水淹，或者由于该井筒内积砂较多，可能造成节流嘴堵塞。后从该井捞出的节流器看，上、下胶筒均只有少许磨损。拆开后发现两个密封圈完好，但节流器砂中心杆和节流器主体内腔都已经完全被泥堵严重，
砂塞满，气嘴用钢丝都无法穿过，砂堵造成节流器失如图８所示。效，
然而密封胶筒的材质不合格，耐温性、耐压性和在井筒高温等因素影响下容易破裂、抗腐蚀性能差，
损坏。同时在打捞时，节流器密封胶筒与井内管柱内壁产生摩擦力，导致节流器密封胶筒磨损失效，造成打捞困难。为此在节流器解封后，要给密封胶筒提供回缩空间。密封胶筒材质的选用可采用氟橡胶，同时增强天然气的腐蚀力。
因此，对节流器的结构设计和材质优化方面还进一步的降低节流器的需要加强研究和攻关力度，失效率。
３．４ 节流器投放打捞施工不稳定
在节流器的投放打捞施工过程中往往因为人为因素造成施工的不稳定性，导致节流器出现损伤而失效。
节流器投放操作时要缓慢、匀速进行，达到设计深度后向上震击脱手，实际施工过程中存在下方速销钉强度低、与井筒摩擦或轻微遇阻等现度过快、
象，造成节流器封座位置未能达到设计位置，或座封不稳，造成节流器失效。如苏１４ｘｘ井下放至设计，深度后脱手（操作速度过快）卡瓦坐封不稳，下探发现节流器位置下移，开井生产２０天后失效。
在打捞更换时也要把握住速度，因节流器卡瓦经震击后松动，速度过快，可能导致卡瓦与油管内丝扣处发生碰撞，造成堵、卡，还有可能造成节流器各部分承受压力不均，出现局部或节流器主要部位卡致使节流器失效，严重的造成打捞困难。死，
因此，在投放、打捞节流器的施工过程中要严格按照操作规程操作，尽量避免因操作失误而造成不必要的损失。
图８ 节流器内被泥砂塞满
图９ 苏１４ｘｘ井冲蚀后的气嘴
当气井产液量大，或地层出砂严重，开井瞬时气量过大，气、液和地层砂在高速气流的带动下，冲蚀节流器气嘴，使较薄弱的气嘴腔外延部分脱落或刺气嘴增大，造成气井产量偏大，节流未坏节流器嘴，
达到设计效果，最终导致节流器失效，如图９所示冲蚀后的气嘴。
因此，要加强施工监督，严格审核施工质量，要求延长返排时间，待砂液排尽或准许的有效范围内。３．６ 开关井时间与频次
节流器投放后，在生产过程中，长时间不开井而突然开井或者开关井次数频繁致使节流前后的压差频繁升高和降低，引起节流器各部件受力发生变化，造成节流器胶筒胶皮等各部件性能受到伤害，最终导致节流器失效。这种情况下的失效率较高。
例如在气井正常生产过程中，气嘴上下游压差，气嘴上、下形成一定的压差，该通常为１０～２０ＭＰａ但关井后，上下游压力趋于一压力促使胶筒变形，
致，胶筒又有恢复原形状的趋势。由此频繁开关井造成密封胶筒平凡收缩，与井筒间出现间隙，从而出现失效。
因此，在投放节流器时，首先要选好具备投放条件的井，投放后立即开井，从而确保节流器在投放后短时间内，节流器胶筒能充分发挥压差密封的作用。其次，减少开关井频次，降低节流前后的频繁压差，避免节流器胶筒胶皮撕裂，导致胶筒密封性失效。３．７ 其他原因
在投放节流器时，井内油管和井口设备的不规则部分，同样会出现节流器划伤失效。例如苏１４ｘｘ井在２每次投放到大四００７年连续投放节流器四次，下放时张力明显下降，通过后张力回通处均有阻挡，
升，最终导致节流器失效。将失效节流器打捞出后座封胶筒胶皮脱落、损坏，判断在大四通处有发现，
不规则部分，在节流器在通过大四通时胶筒被划伤，导致在井底受压后损坏失效，如图１０所示。
在打捞过程中，打捞时抓住节流器后打捞筒销钉断，节流器掉入井内，造成无法打捞而失效，只能重新投放等等。
结合以上所述，综合分析发现，井下节流器失效问题主要发生在密封胶筒、卡瓦、节流嘴三个部位。现场失效节流器打捞上来看发现密封垫都出现不同出现密封垫与井壁发程度的损坏。节流器上提时，
生摩擦，有时会卡死节流器，增大节流器的打捞难度。
图１０ 节流器密封胶筒失效
４ 结论及建议
井下节流技术作为在油气田大规模低成本经济开发过程中的一项新技术，井下节流器的使用占据的比例也越来越大。而井下节流器的失效引起的生产事故也频频发生，因此根据井下节流器的主要失效原因，需要各研发机构结合现场的实际进一步开发研制和改进。针对以上井下节流器的失效原因，提供以下几点建议：①对节流器本身材质和结构进行优化开发研究或改良，特别是失效频率较高的结，如密封胶筒、卡瓦、打捞颈等组件）使其失构组件（
效率更低，且在失效后能容易打捞；②提高井节流器在各种井况下的适用性。如ＣＱＸ－５６型节流器投放深度通常为１对于造斜点在８００～１９００ｍ，为此要１８００ｍ以上的井投放节流器有一定的难度，开展新技术攻关试验，以提高节流器的斜井中的适用性；③以大规模应用的苏里格气田而言，在不同压力、产层的井，有节流器配产与实际产量之类型、
间的误差较大。因此根据配产的需求选用合适的井下节流器；④采取多种形式的井下节流器进行综合应用。例如以预置筒式井下节流器为主，配合使用卡瓦式井下节流器与固定式井下节流器相结合的技术路线；⑤建议通过动静态资料摸索各类气井稳定压力及合理配产设计节流器气嘴；⑥根据井底出砂出液严重，建议压裂试气后尽量将入井的砂液返排干净，并选用防砂节流器。
［参考文献］
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