液压举升器在海上修井作业中的应用

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  [摘要]生产及防砂管柱遏卡是海上油田生产中常遇到的修井作业难题,为了能够在不使用钻井平台的情况下完成大修作业,液压举升器成为解决目前石油平台使用紧张状况非常有效的设备。通过介绍液压举升器的使用特点,阐述了该设备的现场操作规程及作业过程中的风险评价内容。现场使用结果表明,液压举升器在修井解卡作业中操作简便、安全、成本低,市场前景广阔,经济效益十分显著。
  [关键词]液压举升器修井卡钻
  中图分类号:TE 935 文献标识码:TE 文章编号:1009―914X(2013)28―0342―01
  
  
  近年来在海洋油田的开发过程中,油水井经常需要下入封隔器、卡瓦、水力锚、泵等工具进行各种作业。这些工具长期工作在井下,由于腐蚀、结垢、套管变形及损坏等原因,经常发生卡井事故。在对这些井进行大修作业时,由于平台修井机载荷小,大部分上提力被管柱的拉伸、摩擦和自重所消耗,只能满足普通的检泵、检管、换封等作业要求,常用的活动解卡、大力上提解卡、震击解卡等方法,解卡无法满足要求,不得不使用钻井船从事大修作业,大大增加了油田的开发成本,生产管柱及防砂管柱遭遇砂卡是大修作业中常遇的问题之一,加之大钩及井架悬重的限制,液压举升器便成为修井作业中的常用设备。随着渤海地区生产井的不断老化,修井作业在渤海地区也日益增多,液压举升器正是在这一大背景下逐步显示出其突出的重要性和卓越的效用。
  1.液压举升器特点
  液压举升器具有以下特点:采用液压动力驱动,提升平稳,拉力可调;上、下卡瓦采用开口结构,便于安装;液压控制部分与主机分离,便于搬运、安装;配有专用底座,井口安装方便;上、下卡瓦分别置于上、下梁内,结构紧凑。
  2.液压举升器现场应用
  某井在一次检泵作业时发现生产管柱被卡死,经测试证明泄油阀上部4根油管及下部2根油管被砂堵死,泵扶正器下部第1根Φ19.5mm抽油杆从上接头32cm处断,抽油杆腐蚀严重;有10根抽油杆、氮气筒及约90m毛细管落井,后打捞未果,套铣、打捞抽油杆时发现该井出砂严重,转为大修。
  由于该井的生产管柱为Φ73.025mm小筛管,接箍为Φ79.375mm,故打捞生产管柱就成为此次大修打捞作业的重中之重,而作业钻台最大载荷为1100kN,井架最大载荷为700kN,在深度1629.77m处测上提290kN,下放210kN,20r/min正转扭矩2.0kN.m。加压10kN探鱼顶,下压40kN试捞落鱼,上提至350kN确认抓住落鱼,继续下压100kN抓牢落鱼。因此经研究决定选择用液压举升器和大钩合作共同举升,在180-580kN之间来回震击解卡,下面以此次解卡作业为例叙述液压举升器的作业过程,具体做法如下:
  (1)组合打捞钻具:Φ146.05mm卡瓦打捞筒(Φ79.375mm篮瓦)+Φ120.65mm随钻震击器+Φ120.65mm钻铤(5根)+Φ88.9mmIF钻杆,下钻。
  (2)到位前100m,控制下钻速度,下钻至预定位置配管,连接方钻杆、水龙头及高压管线,将打捞管柱下至鱼顶以上2-3m,确认上提下放悬重,以及空转扭矩。
  (3)当捞筒下至距鱼顶0.5-1.0m处,开泵大排量循环冲洗鱼顶1.5周。
  (4)小排量缓慢下探落鱼,并根据压力和悬重的变化确定鱼头位置和打捞位置。
  (5)下压20-30kN,缓慢上提钻具,观察悬重的变化,如果悬重增加,则说明已经捞住丢手管柱下体;如果悬重没有变化,可以启动钻盘低转速缓慢下放管柱,根据实探鱼顶位置,密切注意悬重及扭矩的变化,确认鱼顶引入打捞筒后,停转盘,下压20-30kN打捞。
  (6)确认捞住落鱼后,上下活动管柱震击解卡。
  (7)用大钩悬吊打捞管柱,在井口安装液压举升器,具体做法如下:
  ①先将底座安装在钻井平台上,将底座中心对正井口的钻杆,用水平仪将底座上平面校平。②将举升主机安装在底座上,安装之前先将上、下卡瓦的两堵头卸下,对正井口钻杆后,再将上、下卡瓦的两堵头装上。③根据所卡钻杆的类型及规格,选用对应的牙板装在瓦背上,再将瓦背安装在上、下卡瓦内,使卡瓦卡住钻杆。④根据液压举升器胶管连接位置要求,将液压控制总成分别与主机和动力机组用高压胶管相连。⑤调整液压系统的工作压力,最高不能超过16MPa。
  (8)液压举升器和大钩合作共同举升,始终保持大钩悬重低于700kN,液压举升器和大钩总载荷始终不超过1100kN。
  (9)在载荷符合安全要求的前提下,反复上提下放,震击解卡,震击3h后依然无效,最终决定继续上提,在此过程中拉断内层筛管。
  (10)中心管打捞至可以切割盲管、回收顶部封隔器。
  3.液压举升器风险分析与评估
  为保证在大修作业工程中的施工安全,需要对使用液压举升器的作业过程进行风险评估。
  (1)装卸设备。用叉车装卸液压举升器和动力系统容易挤伤、碰伤工作人员及损坏设备。因此,起放要平稳,轻起轻放,装车后要保证设备在板车上的平稳性,且用钢丝绳固定;叉车司机与负责人密切配合,无关人员远离现场。
  (2)吊装液压举升器。吊车吊液压举升器到钻台时,可能发生液压举升器摔坏或转动伤人事故,需严格遵守吊车操作规程,起吊缓慢。
  (3)装拆液压举升器与动力系统之间的管线。管线安装不牢固尤其是高压管线、液压举升器晃动会造成管线从钻台脱落伤人,摔坏接头。因此一定要确保到位。
  (4)启动动力系统。用大于0.69MPa的气体启动柴油机并预热,在观察机油、柴油、液压油液面高度时管线泄漏容易伤人,应严格按照柴油机操作规程进行操作,非试验人员禁止操作。
  (5)使用前试举。管线憋压,当快速接头没有接好时或管线刺漏都可能伤人,须严格按照液压举升器操作手册进行操作,非试验人员禁止操作,无关人员远离高压管线及高压区。
  (6)举升作业。可能出现不同步、卡瓦脱落、举升器横向移动、转盘面承载变形、卸扣时卡瓦滑脱、大钩与举升器配合不默契等,导致设备损坏。应严格按照液压举升器操作手册进行操作和维修保养,确保使用元故障。
  4.液压举升装置操作规程
  (1)液压举升装置需配备专人维护和保养。(2)使用前应检查液压管线外观,如有破损应及时更换。(3)液压举升装置在安装时首先将底座安装在井口,将底座中心对正井口的钻杆,用水平仪将底座上面校平。(4)将举升装置主机安装在底座上,安装之前先将上下卡瓦的堵头卸下,对正井口钻杆后,再将上下卡瓦的堵头装上,插上承力销轴。(5)根据所卡钻杆类型及规格选择相应的卡瓦。(6)按照液压管线连接位置的要求,将液压控制总成分别与主机和动力机组用液压管线相连接。(7)液压举升装置的最大提拉力不能超过16MPa,严格按照规定载荷使用,禁止超载使用。(8)液压控制总成与主机和动力机组之间的液压管线必须按照要求正确連接,否则会引起两油缸不同步,受力不均匀,影响卡瓦夹紧。(9)安装卡瓦堵头及承力销轴时要注意上下堵头不能通用,安装时注意标识。(10)液压油工作温度不得超过65℃,过热会导致系统密封失效。(11)液压油必须保持清洁,滤油器要保持正常滤油,定期更换液压油。(12)拆卸液压管线时,必须首先卸压,以免液压油啧出。(13)发现机器工作压力过高或声音异常时,应立即停机检查,以免机器受严重损坏。(14)非专业人员不得随意拆装设备。
  5.结论与建议
  液压举升器在修井解卡作业过程中的使用方便,费用低,效率高,受到现场作业人员高度评价,具有广阔的应用前景。
  参考文献
  [1] 张钧,海上油气田完井手册[M].北京:石油工业出版社.1998-03.
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