浅谈井下作业配套技术的研究与应用

来源 :中国化工贸易 | 被引量 : 0次 | 上传用户:david6357
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  摘要:文章通过对油田井下作业现状的分析,介绍了提高作业效率、减少劳动强度、减少污染为目的配套工具技术的应用情况。
  关键词:作业 技术 效率 应用。
  河南油田已进入开发后期,地层能量逐年降低,必须向地层注入足够的水,增加地层能量,才能达到增油上产的目的,但是由于注水水质、作业污染等客观因素的影响,油层近井地带孔隙堵塞严重,造成各大油矿严重欠注,原油产量逐年降低。河南油田井下作业处作为井下作业工程服务企业,面对当前生产成本居高不下的局面,一方面要从人员、设备、工艺等方面提高服务质量来提高市场占有率,另一方面要尽可能从内部创新和改进工艺技术,采取有效的工艺措施来提高施工效率和施工质量,这也是提高竞争力的有效途径。近年来, 在引进井下新工艺的同时,根据现场的实际需要,以提高作业效率、减少劳动强度、减少污染为目的,引进和运用配套工具。
  一、油水井捞砂技术研究与应用
  针对地层漏失井冲砂不返出的问题,过去主要采用冲砂液中添加泡沫剂或暂堵剂等方法进行冲砂。为避免造成地层污染,引进了捞砂泵捞砂工艺技术,不用泵车和其它辅助设备,仅需上下活动管柱即可将井内沉砂捞出,不仅减少施工成本,而且保护出油层位。捞砂泵由冲砂总成、泵体和上球阀总成三大部件组成。冲砂总成中的阀体总成起着开关作用,当油管带动泵杆向上运动时,上球阀关闭,泵筒泵杆产生相对运动,泵筒内的压力降低形成局部真空,在泵体和套管环行空间内液体的压力下阀体总成打开,环行空间的液体携带沉砂急速通过冲砂头并流经阀体总成进入沉砂油管;当油管推动泵杆向下运动时,上球阀打开,阀体总成关闭.沉砂油管和泵杆内的液体流经上球阀并通过上接头上的四个圆孔排入到环行空间内。如此反复操作便将井内沉砂抽吸到沉砂油管内。
  二、油管液压自封防喷装置
  常规作业施工中安装的自封封井器只能进行井口低压(≤5MPa)动态密封,洗井、冲砂等施工作业中,在井口不对中的情况时其自封封井器不能密封油套环空,就会污染地面环境。与工程院合作开发的油管液压自封防喷装置,克服了现有自封封井器和闸板防喷器存在的问题,实现在起下油管、冲砂、洗井、钻磨等修井作业时井口的中、高压动态密封。该装置在起钻时还可将油管外壁原油清除至井筒,可有效防止油套环空喷油,可运用于常规修井、钻磨、大修等施工。该装置经现场应用取得较好的耐压防渗漏效果。
  三、液压安全丢脱工具
  在水平井、大斜度井修井施工中,当井下管柱遇卡时,由于钻柱与套管壁的摩擦阻力,使用普通机械安全接头通过反转管柱来传递扭距十分困难,无法实现丢脱。常常造成上部管柱松动,不能在安全接头处倒开,增加处理事故的难度。研制了液压安全丢脱工具,当作业管柱正常工作时,它可以传递扭距,可以承受拉、压负荷,并可以承受内、外压力。当井下管柱遇卡时,通过投球、打压,首先脱开安全接头,可将安全丢脱工具以上管柱起出,简化下步作业程序,极大地提高了施工效率和经济效益,避免事故的复杂化。
  四、井下多功能打捞工具
  在多数情况下,井下落物同时有金属类和非金属类两种落物,使用一种打捞工具不能一次打捞成功,必须多次下不同的打捞工具进行打捞。为了实现一种打捞工具的多种打捞功能,能同时打捞金属类和非金属类两种落物,从而提高打捞效率。研制出井下多功能打捞工具,该工具利用一把抓、强磁打捞器、通井规合成原理该工具是将强磁打捞工具、一把爪和通井规结合在一起,工具上部设有强磁打捞器,中部设一把爪,下部设通井规,即研制强磁打捞器+一把爪+通井规集多种功能为一体的多功能通井规。可以打捞金属类和非金属类小件落物,同时具有通井刮削功能。可以在通井后直接就行打捞作业,减少管柱起下时间,以2000米深油井测算,可以节约两趟管柱起下时间20小时。
  五、抽汲液压剪切防喷装置
  在抽汲施工时,因井下产生负压而诱发井喷的事故时有发生,以往发生井喷时,采用人工砍断钢丝绳后再关闭井口闸门,这种操作方式既原始又不安全。与工程院合作开发的试油抽汲液压剪切防喷装置,就是当抽汲诱发井喷时,利用远程液压控制系统,使装置内部闸板式刀片迅速切断钢丝绳,同时有效密封井口,实现控制井喷的目的。
  六、水泥混合搅拌装置
  针对施工现场挤注水泥工艺施工时,混合水泥浆的工艺落后,需要进行人工搅拌,费时、费力,并且不环保的特点,研制出了新型的水泥混合系统,使用水泥浆混合器混合水泥,是通过水泥车打压循环,高压水射流通过喷嘴形成负压,均匀的吸入水泥,达到均匀混合水泥的目的。水泥混合搅拌装置,有效的缩短了现场混合水泥的时间,现场混合出的水泥浆密度更加均匀,提高了水泥封堵质量,同时大大的降低了施工劳动强度,减少水泥粉尘,达到清洁环保生产。该装置重量轻,使用方便,不受场地的限制,目前已使用10个井次。
  七、高效球控滑套泄油装置
  高效球控滑套泄油器包括两部分:第一部分是性能可靠的杆控式泄油器,由控制块、工作筒和球控滑套组成。其滑套采用内外双面球控开锁原理,解决了偏磨井在正常抽汲时,滑套容易打开的难题。
  第二部分是抽油杆安全解卡接头,以保证即使在砂卡杆或泵柱塞时,也可上提打开泄油器。抽油杆安全解卡接头由主体1、安全保护套2、锁紧螺母3、下接头4组成。在主体1上加工有迷宫型安全脱开段。
  1.球控滑套泄油器工作原理
  1.1密封状态
  抽油杆带动控制块须自上而下经过泄油器,首先接触上锁球,使锁球向下运动,由于滑套顶住下接头,所以控制块在抽油杆的作用下经过下锁球。此时,下外锁球将滑套固定在外套上,泄油器处于密封状态。
  1.2释封泄油状态
  抽油杆带动控制块自下而上运动,首先接触下锁球,使锁球向上运动,带动滑套上行,露出泄油孔,使油套连通,油管内的污油泄入井中,当滑套上行至上接头时,控制块通过上下内锁球。此时,上外锁球将滑套固定在工作筒上,泄油器处于释封状态。
  2.抽油杆安全解卡接头工作原理
  针对砂卡严重的抽油井,完井时将抽油杆安全解卡接头接在抽油杆预测卡点位置或以上位置(通常接在抽油泵活塞上面1—2根抽油杆上),当井内活塞或抽油杆被砂卡时,作业机进行上提抽油杆作业,若上提负荷达到抽油杆安全解卡接头的脱开负荷时,主体的脱开段被拉断脱,其上部的抽油杆被安全起出抽油井,从而实现抽油杆安全解卡。而安全保护套、下接头被留在油管内,随油管一起起出。
  3.球控滑套泄油器的特点
  3.1上提、下放抽油杆柱实现开启、关闭泄油器,性能可靠;
  3.2砂卡时上提一定负荷,安全解卡接头脱开,实现砂卡井泄油;
  3.3泄油效果好,较好地解决了作业原油污染地面问题。
  八、作业现场污水循环处理装置
  油水井措施作业需要进行洗井、冲砂、钻磨、压裂或酸化等一种或几种施工。而这些施工都需要用大量的水来进行,大量的废水如果就地排放,势必会污染环境。以前普通是采取井场挖池,将污水排入池内。但是江苏水网密布,污水很容易渗出池外,流入农田、河沟,形成很大污染源。为此,自行研制井下作业现场污水循环处理装置。该装置能够简单处理井筒出来的各种污油、污水,通过处理后能够达继续循环使用,通过现场试验,推广使用效果良好,单井节约用清水35方。2010年实施以来,减少污水排放10000方,使污水循环使用效率得到了很大提高。
  九、结论
  1.这些工艺技术的应用,有助于提高作业效率,降低工人劳动强度,从而实现企业的降本增效,提高了企业的竞争能力。
  2.通过这些技术的应用,有效降低了地面,地层等造成环境污染,有助于实现了绿色作业,提高企业可持续发展的能力。
  参考文献
  [1]常子恒主编,石油勘探开发技术,石油工业出版社,2001.
  [2]吴 齐主编,井下作业监督,石油工业出版社,2002.
  [3]《采油技术手册》编写组编,采油技术手册,石油工业出版社,1999.
  作业简介:刘文轩 1966.7,男,2001年毕业于解放军军事经济学院经济管理 ,现主要油田从事井下作业安全 。
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