油气田开发进入中后期，井口设备出现内漏、外漏、锈死、开关不彻底等问题的数量日益增多，经常需要维护和更换。目前常规解决方案是液压式堵塞器带压换阀作业，该技术不仅放压时间长、更换难度大、作业风险高、安全系数低，而且会严重影响注水井、气井的效果。特别对于气井，由于动用泥浆压井使其产量剧减，产量恢复困难。

针对以上问题，加拿大SNUBCO公司率先研发出基于干冰的冷冻暂堵技术，并在加拿大、美国等地每年服务超过井次。年国内首次引进该套设备，并在罐31井应用成功，此后四川油田、新疆油田、长庆油田相继应用此项技术。

倒入干冰

倒入甲醇

侯凝

现有冷冻暂堵技术是通过在表层套管周围安装冷冻盒并在冷冻盒内加入冷冻剂（干冰+甲醇），然后通过液压系统将暂堵剂逐层注入各层套管环空和油管内部。由外层套管逐渐向油管内冷冻，直至暂堵剂与套管、油管紧密结合，形成冰冻桥塞密封环空和油管内径，封隔井内压力，达到安全更换采油气井口设备的目的。

公司在与客户的前期沟通中发现，现有技术存在以下问题：

01

采用干冰作为制冷剂时，需要添加甲醇作为介质增强冷却效果，而甲醇易燃存在安全隐患。

02

冷却过程中温度不可控，对金属存在冷冲击隐患。

03

设备设计年代早，自动化程度低，液压缸体积过大。

04

进口设备价格高昂，客户成本压力大。

05

维修服务响应时间长，进口配件周期无法保证。

新型冷冻暂堵技术

针对以上问题，公司联合国内顶尖科研单位，对于液压系统和冷冻系统的基础理论、模拟仿真及样机研制等方面展开了细致深入的研究工作，创新性地提出了液压自动控制流程、缸体设计优化、双介质注入器、可控温度兑温流程、套管连续流恒温器、氮气兑温器等设计。经过1年半技术攻关，终于成功研制出国内首套液氮冷冻暂堵设备。经测试其承压能力达到52MPa，冷冻温度77K～K连续可控，设备整体性能处于国际领先水平。

该设备的主要工作原理是通过液压系统将暂堵剂逐层注入各层套管环空和油管内部，然后在表层套管周围安装低温恒温装置并在装置内加入冷冻剂，同时精确控制恒温器的温度和降温速度，从而保持套管表面维持在最佳的冷冻温度，经过一定时间的冷冻后，就完成了对多层套管环空和油管内部暂时封堵。

这种基于低温氮气冷却的冷冻暂堵设备较传统的“干冰+甲醇”冷却方案具有冷冻时间短、无需人工现场加注制冷剂、冷却目标温度可控、降温速度可控、暂堵剂附着强度高等优点，同时采用低温氮气冷却，无毒无害、不可燃、安全、环保。

END