关键词:井下作业 管汇 井控
1 改进前防喷器试压技术现状及存在问题的分析
1.1技术现状
以往井下作业施工,因对井控工作认识不足及井控设备的落后,每年都有大小失控井喷的发生,抢喷成为当时很棘手的一项工作。随着对井控危害性的认识,井控工作已成为井下作业的一项重要工作,井控设施在逐步完善,井控意识在提高,井控管理在加强。但失控井喷在井下作业还是有发生,不仅造成严重的资源损失和破坏,恶劣的环境污染,同时造成采油、修井等设备破坏,以及其它财产损失。所以井控工作应常抓不懈,井控设施要不断完善,才能有效的避免失控井喷事故的发生。
按照井下作业井控要求,小修作业现场必须配备洗、压井管汇,目前只有节流管汇,而无洗、压井管汇。现场因无压井管汇或压井管汇功能不全,在洗、压井及其他使用水泥车施工时,会造成连接管线麻烦,在进行倒正反洗时,管线要重新拆卸连接,影响作业效率,工人劳动强度大,因倒换正反洗管线麻烦,有时会造成注灰、封堵卡管柱,冲砂堵卡油管等事故发生。
井下小修作业井控装置包括:
1)井口装置:采油(气)树、防喷器、套管头等井口密封装置。
2)井控管汇:节流管汇、压井管汇。
3)内防喷工具:旋塞阀。
4)灌注设备:灌液装置。
作业现场使用方便,安全性好、快捷有效的洗、压井管汇,对提高井控安全系数,有效防止失控井喷的发生,提高施工效率,避免因倒换水泥车管线时间长而造成的井下事故发生,对降低工人劳动强度,实现作业现场井控本质化管理具有重要意义。
1.2技术难点
按照管理局井控管理规定,井下小修作业现场,必须有节流管汇和洗、压井管汇。而目前孤东油田井下小修作业,只有井控管汇而无洗、压井管汇。
a、孤东油田井下小修作业,受多年施工习惯,作业现场一直没有使用洗、压井管汇。
b、目前没有针对井下小修作业使用的洗、压井管汇。c、目前的洗、压井方式不具备在需倒正反洗井时的快速转换功能。
2 研制内容及原理
2.1研制的内容
该洗、压井多功能管汇主要由管汇部分和支架部分组成。管汇部分(图1)包括阀门、卡箍、三通、压力表、短节等组成,各部件之间采用卡箍连接。支架部分(图2)包括底座、起升平台、立柱、平衡拉杆、液缸、手压泵、定位销等组成。
图1正洗井流程图
它的应用可改变目前井下小修作业井控设备不完善的现状。在进行洗井、压井、冲砂、防砂等施工时,一次连接好管线,中途如需进行正反洗井倒换时,不用重新拆接管线,通过闸门的开关便可实现正反洗井的倒替,快捷方便提高了作业效率。
2.2技术参数
对接方式:卡箍连接、由壬
工作压力(MPa):25.0、35.0
质量(kg):256
高度调节范围(m):0.4
2.3技术关键
a、节流管汇在节流阀之前为等径管汇,不能有弯曲.
b、管汇承受能力满足目前井下作业施工需要.
c、管汇能实现在不需要倒管线操作下,靠倒管汇闸门实现正反洗井、正反冲砂的倒换.
d、管汇达到行业安全技术标准。
e、管汇轻便,可用人工移动。
2.4创新点
a、具备洗、压井管汇的功能。在进行洗、压井时,进口连接水泥车,出口与井口油管连接,便成为一套独立的洗、压井管汇。
b、快速正反洗井转换作用。在洗、压井时可作为洗、压井管汇,并在正反洗井倒换时,不用重新拆接管线,通过闸门的开关便可实现正反洗井的倒替,快捷方便。
c、自由升降功能。该管汇采用手动液压升降,可根据现场井口高低调整管汇高度,使管汇平面与井口套管四通截止阀保持一致。
2.5连接方法
a、摆放:将流程放置在循环池入口端,距井口10m以上。b、连接管线:将流程接套管端与套管闸门用油管连接,接油管端与油管进口连接,连接循环池端与循环池进口连接,接水泥车端施工时与水泥车出口连接。
3 研究技术方案
3.1工具的整体设计。管汇部分采用的部件为井下作业常用的250型井口配件,连接方式常用卡箍式连接,部件更换方便,安全性好,达到了安全标准件要求。支架部分采用上下平台分体式,下平台作为支架底座起稳定支架作用;上平台作为管汇的托架起固定摆放管汇作用,上平台可通过液缸进行起降,通过定位销锁定高度。
3.2具备洗、压井管汇的功能。在进行洗、压井时,洗、压井管汇进口连接水泥车,出口与井口油管连接,便成为一套独立的洗、压井管汇。在洗、压井时可作为洗、压井管汇,并在正反洗井倒换时,不用重新拆接管线,通过闸门的开关便可实现正反洗井的倒替,快捷方便。
3.2.1正循环洗、压井时。打开 2号和4号阀门,关闭1号和3号阀门,这样洗、压井液,由进口进入,通过2号阀门,由连接油管管线进入井内油管,在井内循环后由油套环空返出,进入与套管一侧阀门连接的出口,通过4号阀门,进入与出口连接的循环池,实现正循环洗、压井目的。关闭套管闸门可实现正挤压井作业。
3.2.2反循环洗、压井时。如图3所示,打开 1号和3号阀门,关闭2号和4号阀门,这样洗、压井液由进口进入,通过3号阀门,由连接套管阀门管线进入油套环空,在井内循环后由油管返出进入与油管连接的出口,通过1号阀门进入循环池,实现反循环洗、压井目的。关闭油管闸门可实现反挤压井作业。
3.3自由升降功能。该管汇采用手动液压升降(图4),可根据现场井口高低调整管汇高度,调节范围0.4m,使管汇平面与井口套管四通截止阀保持一致。
3.4支架平衡方式(图5)。为确保管汇平台起升平面的稳定,设计有3根立柱的三点式平衡,斜拉式升降平面稳控,使管汇在起升时无阻卡,平台保持与底座保持平行升降。
图4起升液缸
图5支架平衡方式4 创新成果效果分析和应用情况
4.1现场使用情况
目前该管汇在孤东作业二大队实验成功,在作业201队施工现场应用。通过现场应用,该管汇主要体现出了以下优点:
a、改变了作业现场无洗、压井管汇的现状。
b、避免因倒换正反洗管线不及时,而造成的井下事故发生。
c、倒换正反洗操作,只需开关阀门就可实现。
d、通过连接循环池,可作为起、下管柱的灌液管线使用。
e、提高作业效率,减轻工人劳动强度。
图6现场使用4.2效益分析
a、改变作业现场无洗、压井管汇的现状,使井控硬件更加完善。
b、避免了因倒换正反洗管线不及时,而造成的井下事故发生,提高了实效,减少了不必要井下事故处理费用。
c、提高作业效率,减轻工人劳动强度。
4.3应用范围及推广前景分析
该装置作为井控必备器材,主要在小修作业现场应用。该装置的应用完善了作业现场井控器材的配套,对提高井控安全系数,有效防止失控井喷的发生,提高施工效率,避免因倒换水泥车管线时间长而造成的井下事故发生,对降低工人劳动强度,实现作业现场井控本质化管理具有重要意义。
5 结论
井下作业洗、压井简易管汇经在现场使用可以说明,达到了设计要求和预期目的,为井下作业提供了便捷、安全、有效的洗、压井管汇,使井下作业井控工作提升了保证系数。
参考文献:
[1]《井下作业实用数据手册》.北京:石油工业出版社,2007.8
[2]《胜利石油管理局井控管理规定》. 2006.8