带压作业技术
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带压抢修安全技术措施1. 概述在输油管道出现泄漏或其他故障时,为保证管道安全,需要尽快进行抢修。
带压抢修技术是一种在管道带压的情况下进行紧急维修的方法,也是一种高风险的作业。
本文将介绍带压抢修的技术措施,以及如何保障操作人员的安全。
2. 技术措施2.1 降低管道压力在进行带压抢修之前,首先需要降低管道的压力。
降低管道压力的方法有以下几种:•封闭管道相邻阀门,使管道部分封闭。
•安装绕过管道的维修管道,将管道中原有的介质引至维修管道中,从而减少管道内部压力。
•空气泄放法,将管道内的介质通过阀门释放至环境中。
以上方法应根据管道的实际情况,在符合安全要求的前提下选择合适的降压方式。
2.2 封堵管道在降低管道压力之后,需要封堵管道,以保障作业安全。
封堵管道的方法有以下几种:•用钢板、钢丝或胶带等覆盖管道破口,并用固定螺栓将其固定在管道表面上。
•使用专用的带压封堵器进行封堵。
•当管道直径较大时,可以进行井下带压封堵作业,即通过井下的封堵器封堵破口。
在封堵管道时,需要严格按照作业要求操作,以确保封堵效果。
2.3 维修管道在封堵管道之后,即可进行管道的维修作业。
带压抢修的维修作业过程包括以下几个环节:•确定作业安全范围,设置专人负责警戒安全。
•按照作业要求配备工具和材料,避免现场加工。
•尽量选用现成、标准化的管件,减少现场切割和钢板焊接作业。
•确保管件的安装、紧固和密封符合技术要求。
在维修作业过程中,应严格按照技术要求操作,确保维修质量。
作业人员应具备丰富的技术经验和专业技能,遵守各项安全规定,特别是防止火源,加强通风措施,保障作业安全。
3. 安全保障在进行带压抢修作业时,安全保障非常重要。
以下几点是保障作业人员安全的关键措施:•参与作业人员必须经过专业的技术培训和理论考试,掌握安全要求和技术要点。
•对现场作业场地进行细致的勘察和安全评估,准确判定危险因素和安全风险。
•在现场设置安全警示标志,并配备专人负责警戒安全。
煤气管道带压开孔作业的安全技术保障煤气管道带压开孔作业是指在煤气管道正常运行状态下,进行穿刺、开孔等作业。
由于煤气在管道中存在高压和易燃性,开展煤气管道带压开孔作业存在一定的安全风险。
为确保开孔作业的安全进行,需要有相关的安全技术保障措施。
下面将从开孔前的准备工作、安全设备的使用、开孔操作规范等方面介绍煤气管道带压开孔作业的安全技术保障。
一、开孔前的准备工作1. 完善的工作方案:在进行煤气管道带压开孔作业前,应编制详细的工作方案,明确作业的步骤、安全要求和措施,并进行风险评估和安全分析。
2. 管道信息调查:对煤气管道的信息进行全面调查,包括管道的类型、压力、流速、介质等参数,确保了解管道的基本情况。
3. 定位与标记:对煤气管道进行准确定位,并进行清晰的标记,以便作业人员清楚了解开孔位置和管道走向。
4. 消除隐患:对煤气管道周围的隐患进行检查和排除,如管道周围的燃气泄漏、火源等。
5. 通风与检测:开孔作业前,必须对作业区域进行充分通风,并进行燃气浓度的检测,确保作业环境符合安全要求。
二、安全设备的使用1. 防爆设备:在进行煤气管道带压开孔作业时,应选用防爆型的设备和工具,确保设备能够在易燃气体环境下正常运行。
2. 防护工具:作业人员应佩戴足够的防护工具,如防爆眼镜、防护手套、防静电衣物等,保护自身安全。
3. 罩式保护:对作业区域进行罩式保护,避免天然气外泄,减少事故的发生。
4. 消防设备:作业现场应配备相应的消防设备,包括灭火器、防爆面罩等。
三、开孔操作规范1. 专业人员操作:开展煤气管道带压开孔作业必须由专业人员操作,具备相关的资质证书,并熟悉操作规程和安全措施。
2. 精确测量:在进行开孔操作前,必须对开孔位置进行精确测量,确保开孔位置准确无误。
3. 适当的开孔方式:根据具体情况选择合适的开孔方式,如穿刺、焊接等,以确保开孔操作安全。
4. 缓慢降压:在进行开孔操作时,必须缓慢降低管道压力,避免猛然释放高压煤气造成安全事故。
北京托普威尔石油技术服务有限公司2011年11月专家介绍Cal J Vallet年龄:47 国籍:加拿大职位:托普技术总监拥有30年带压作业经验,在加拿大、澳大利亚、中国、美国、英国、罗马尼亚、西班牙、意大利、土库曼斯坦、巴布亚新几内亚、科威特等国作业超过上千井次,带压作业过高硫(最高达45%)高压(最高达11000psi)气井,多次参加井喷压力控制、灭火等抢险作业。
Cal 2007年加入托普,致力于为托普培养合格的带压作业队伍,并引进国外最先进的带压作业技术,业绩斐然。
带压作业HSE事件背景带压起完井管柱-HSE事件背景事件提供者:Cal Vallet地点:澳大利亚井名:Moorari #3 井口压力:18兆帕发生日期:2005年10月27日作业内容:起2-3/8”生产管柱及工具串事件简述:2005年,澳大利亚刚引入带压作业,油公司要求带压作业时采用双保险,在生产管柱内下入两个桥塞控制管柱内压力。
起管柱时管内发生漏失并上窜,井口溢流,开始溢出物是凝析油、气、水混合物,然后是不间断冒气。
现场人员按照带压作业规程冷静处理,未酿成人员伤亡和设备损坏事故。
井筒内气体喷出,启动应急预案,人员撤至紧急集合点气体喷势减缓①②③安排抢险④紧急安装旋塞阀,重新下入桥塞.事件原因分析1.桥塞未能有效控制住压力;2.对于含凝析油的气井,桥塞常出现密封不严问题;HSE经验分享HSE事件经验1.训练有素、经验丰富的带压作业队伍是有效控制和处理现场紧急情况的核心;2.有针对性的应急预案是安全作业的保障;3.对作业井进行综合分析和风险判断,确定带压作业可行性;4.桥塞、堵塞器选型时应与带压作业方沟通,确保满足带压作业要求;5. 对含凝析油的气井,根据我们多年的作业经验,桥塞座封后再倒灰,就可以确保密封。
汇报纲要一带压作业发展历程、现状二带压作业应用范围及发展趋势三带压作业关键因素四典型案例五工艺延伸定义最初的带压作业主要是指在井口带压情况下起下管柱和井下工具,即通常所说的不压井作业。
解析带压作业技术工艺随着现代化生产的不断发展,高压管道加工成为了一种常见的工艺,涉及到的领域包括石油、化工、冶金等多个行业。
在高压管道加工过程中,为了确保产品的质量和安全性,需要掌握一定的解析带压作业技术工艺。
一、管道加工前的准备工作在管道加工过程中首先需要进行的是准备工作。
首先要检查管道是否合格,检查管道的连接结构和连接方式,同时对管道的压力缓冲系统也要进行仔细的检查。
对于管道内部的异物、沉淀物以及油渍等均需进行清洗处理,使得管道内部干净、整洁,为下一步加工作业打好基础。
二、带压加工技术流程带压作业技术流程如下:1、传感器安装首先需要在管道上安装传感器,传感器的作用是监测管道内部的压力变化情况,确保在加工过程中管道内部的压力值不会超标。
2、管道隔离在加工过程中需要将管道隔离,以确保加工的管道不会受到外部干扰,同时对于管道内部的油渍、异物、沉淀物也进行清洗处理。
3、切割及开口降压为了进行加工操作,在管道上需要进行切割处理,切割后需要进行压力降低操作,开放管道的接口使其内部的压力降至安全范围内,同时可以让操作人员进行一些必要的检查和维护。
4、加工作业在管道的切口处进行加工操作,根据实际需要进行成型工作。
5、封管处理加工之后,需要用密封材料对管道进行处理,以确保其正常工作和安全使用。
1、压力控制在高压管道加工的过程中,需要特别注意压力的控制。
在加工前需要对管道压力进行检测,确定加工的压力范围,同时还需要安装传感器进行实时监测,确保在加工过程中压力不会超过安全范围。
2、加工技术在高压管道加工过程中需要特别注意加工技术的选择,根据实际需求选择相应的加工工具和加工方案,以确保加工质量和效率。
3、材料选择在高压管道加工过程中,需要选择合适的材料进行加工,以确保加工后的管道质量牢固耐用。
4、防护措施在进行高压管道加工时,需要采取必要的防护措施,例如佩戴防护设备和使用安全保障措施等,以确保操作人员的安全。
以上即为解析带压作业技术工艺的主要内容和要点,希望对各位从业人员有所帮助,提高工作效率和加工质量。
带压开孔、封堵作业的规定引言带压开孔、封堵作业是一项常见的工程作业,用于在地下工程、石油勘探和采矿等领域中进行井筒通风、排水和封堵。
为了保证作业的安全和效果,相关规定必不可少。
本文将针对带压开孔、封堵作业进行详细解析,强调合规操作的重要性。
一、作业前的准备工作1. 资料准备:在进行带压开孔、封堵作业之前,必须认真准备相关资料,包括地质勘探报告、设计图纸、工程方案等。
2. 验证设计:对于开孔、封堵作业,必须进行设计验证,确保作业的可行性和安全性。
3. 告知抽堵人员:在作业开始之前,要向抽堵人员提供详细的作业计划和注意事项,确保他们了解整个作业流程和安全要求。
二、带压开孔作业的规定1. 选址和布置:选址应考虑地质条件、地下水位、工程需求等因素,并符合相关规定。
布置开孔设备时,应确保设备稳定、操作便利,并设置好警示标识。
2. 作业操作:在进行带压开孔作业时,必须确保作业人员具有相关证书和经验,并进行必要的安全培训。
在作业过程中,应严格按照操作规程进行,禁止违规操作和乱堵乱封。
3. 管理封堵液:带压开孔作业中使用的封堵液必须符合相关的标准,严禁使用不合格的封堵液。
同时,要做好封堵液的存储、使用和处置工作,确保环境安全。
三、封堵作业的规定1. 设计合理:封堵作业的设计必须合理,包括封堵方式、封堵材料、封堵厚度等。
设计时必须考虑地质条件、作业需求和安全要求等因素,确保封堵的效果和持久性。
2. 材料选择:选择封堵材料时,必须符合相关规定,如选用具有良好封堵性能和耐磨性的材料,严禁使用明显不合格的封堵材料。
3. 封堵操作:在进行封堵作业时,必须确保作业人员具备相关经验和技能,并进行必要的安全培训。
严禁封堵不规范和存在安全隐患的部位。
4. 封堵效果检验:完成封堵作业后,必须进行封堵效果检验,确保封堵的质量和效果。
如有必要,可以进行相关试验和检测。
结论带压开孔、封堵作业是一项技术性较高的工程作业,合规操作对于保障作业的安全和效果至关重要。
欢迎共阅附件中国石油天然气集团公司带压作业技术规程(试行)第一章 总 则第一条 为进一步促进油气水井带压作业工作,射孔、打捞、磨铣、截面力:井内压力作用在管柱密封横截面积上的向上推力称为截面力。
中和点:管柱在井筒内的自重等于管柱截面力时的管柱长度,叫中和点,又称平衡点。
轻管柱:管柱在井筒内的自重小于管柱截面力的管柱。
重管柱:管柱在井筒内的自重大于管柱截面力的管柱。
第五条带压作业井的类型划分根据施工井关井压力、介质成分、气液比、井下工具长度、施工工艺复杂程度和施工环境,按施工难易程度将带压作业施工井由高到低的顺序划分为三类;符合下列条件之一的,按就高原则划为该类井。
见表1。
表1 带压作业施工井类型划分带压作业三项设计总体原则按SY/T 1142-2008 《井下作业设计规范》执行。
第七条工程设计要求工程设计应提供但不限于以下资料:施工目的及内容、井型和井别、投产时间、生产地层的压力和井口压欢迎共阅欢迎共阅力、井口装置的型号及压力等级、井口套管头规格、井口四通上法兰规格、采油(气)树闸门通径和连接方式、油管悬挂方式、油管悬挂器规格及扣型、井身结构、套管技术参数、固井质量评价及井下管柱详细情况、油管堵塞工艺要求、带压作业装置要求、施工工序及技术要求等。
第八条 施工设计要求(一)施工井井史资料查阅;2/注水层位置;11.天然气井水合物形成的可能性;12.凝析油储层中烃化物的产量。
(二)带压作业可行性分析1.带压作业施工井况分析;欢迎共阅2.带压作业施工环境分析;3.带压作业人员素质评估;4.带压作业施工设备状况分析评估。
(三)带压作业井口装置配备带压作业井口装置是指安装在施工井口上的带压作业装置,用于油套环空的压力控制和截面力的控制。
其组成主要包括安全防喷器组、工作防等)能够满足倒入或倒出防喷器组的要求;工具之间使用油管短节隔离开,以获得足够的坐卡瓦或关防喷器的空间;工具内径能允许内防喷工具的顺利起下。
带压作业现状、存在问题及发展方向带压作业是在保持井筒内一定压力,不压井、不放压的情况下进行起下管柱的一种先进井下作业技术。
相较于传统井下作业,带压作业的优势在于它能够最大限度的实现对油气层和环境的保护,有利于油气水井修复后的稳产和提高注水效率。
带压作业技术在国外已经广泛应用,开发出了系列带压作业装置,并形成了较为完善的配套技术体系。
目前国内也开展了相应的研究,逐步推广应用,并取得一定成果,但仍存在着较多问题。
一、技术现状㈠、国外技术现状1、1929年—国外开始了带压作业技术的研究, 并利用一静一动两组卡瓦控制油管,通过钢丝绳和绞车实施油管起下。
2、1960年—发明了液压带压作业设施,使其成为一套独立的钻修装备。
3、1981年—设计出车载液压带压作业设备,提高了装备的机动性。
4、20世纪 80年代,带压作业设备的应用领域从陆地走向了海洋,研发出了全液压举升系统,卡瓦和防喷执行机构都实现了电液远程控制。
目前,带压作业技术在国外油田的应用已经相当普及,相应装备也比较成熟,全液压不压井带压作业机占主导地位。
按一次起下管柱行程的大小分为长冲程和短冲程两大类。
据统计,制造带压设备、提供带压技术服务的公司已有10 家,设备实现了全液压举升,井口密封和加压动力系统实现了电液远程控制;最高提升力达2669KN,最大下推力达1157KN。
目前带压技术和装备在北美发展已非常成熟,辅助式和独立式设备及其配套工具序列齐全,最高作业井压力可达140MPa。
按照结构组成主要有 3种形式,一种是自成体系, 油管移动与防喷器密封之间无相对运动,这种带压作业装置压力等级最高可达35 MPa,设备庞大,高度为30m 左右,进口价格为¥1500~2000万元; 另一种带压作业装置与作业车配合使用,在防喷器密封状态下,油管上下运动,防喷器密封胶件与油管在高压密封条件下相对运动,但不强行通过油管接箍,这种带压作业装置价格较适中,总高度为9m以下,可作业压力为21 MPa以下,胶件磨损适中,进口价格为¥1000 ~1 500 万元; 还有一种就是在井压不大于8MPa的情况下,用环形防喷器密封胶件密封油管,油管上下运动,并使油管接箍强行通过环形防喷器密封胶件,这种带压作业装置较简单,作业压力低,高度为5~7 m。
气井修井作业带压作业技术应用【摘要】气井修井作业带压作业技术是目前在油气勘探开发中得到广泛应用的一种技术。
本文首先介绍了气井修井作业带压作业技术的重要性和定义,接着阐述了其应用原理、具体步骤、关键技术、现状和发展趋势。
在分析了这项技术的价值和未来展望。
通过本文的介绍,读者可以深入了解气井修井作业带压作业技术的重要性、应用原理和发展趋势,为相关行业人士提供参考和借鉴。
此技术不仅提高了气井修井作业的效率,也促进了油气勘探开发的进步,具有重要的现实意义和发展潜力。
【关键词】气井修井作业、带压作业技术、应用、原理、步骤、关键技术、现状、发展趋势、价值、未来展望1. 引言1.1 气井修井作业带压作业技术应用的重要性气井修井作业带压作业技术是石油行业的重要技术之一,具有非常重要的应用价值和意义。
气井修井作业带压作业技术可以提高作业效率,减少作业时间和成本,提高作业效率。
在传统的气井修井作业中,需要停止生产,将井口封堵,然后进行修井,整个作业过程繁琐耗时,而使用带压作业技术可以在不停产的情况下进行修井作业,大大缩短了作业时间,提高了作业效率。
气井修井作业带压作业技术可以减少地面压力变化对井下储层的影响,降低了作业风险。
而且,带压作业技术能够有效控制井口压力,减少事故发生的可能性,确保作业安全。
气井修井作业带压作业技术还能够提高井下储层压力,促进油气的产出,提高了油气采收率。
气井修井作业带压作业技术的应用具有非常重要的意义和价值。
1.2 气井修井作业带压作业技术的定义气井修井作业带压作业技术,是指在气井修井作业中采用带压作业技术进行作业操作的一种技术手段。
通过在井筒内施加一定的压力,控制井口的气体流动,有效地控制井筒内的气体、液体和固体杂质的排泄,提高井下作业的效率和安全性。
这种技术在气井修井作业中得到广泛应用,已经成为气井作业的一项重要技术。
气井修井作业带压作业技术通过密封井口,施加一定的压力,控制井内气体的流动,避免了井内气体外溢和工作人员的安全事故,提高了作业的安全性和作业效率。
气井带压作业技术应用摘要:随着我国社会生产力的提升,社会各行各业对天然气资源的需求量也越来越大,气井的数量呈现出逐渐递增的趋势,但是每年有数百口气井出现井底积液、节流器失效、管柱腐蚀等问题,这就需要进行修井作业,传统的修井作业方法环保性较低,而且对产能的影响也比较大,随着带压修井作业技术的出现,这些问题得到显著改善,实践证明,该技术的适应性强,其应用前景不可估量。
本文针对气井带压修井技术应用进行了分析和探究。
关键词:气井;带压修井技术;应用;前景前言:带压作业技术是针对高压油气水井,采用特殊装备带压密封安全起下,实现不压井、不放喷密封作业。
液压控制系统的主要功能是用来控制井口密封系统中各种防喷器的开关。
相应控制过程的检测,由接箍探测器、负荷显示仪、简易小型液控操作台、油箱防进水回路及各类液压管线等组成。
附属配套技术包括油管堵塞器、双向阀、高压油水井冲砂工艺技术等。
1、带压作业技术简介带压作业是采用加压装置加压控制起下管柱,采用防喷器控制环空压力,采用堵塞器控制油管内压力,即在井口有压力情况下,通过带压作业装置实现不放溢流、不压井起下管柱的作业。
在国外,该技术已有近80年的发展历史。
目前,在加拿大、美国等国家已作为一项成熟的技术在广泛应用,这些国家90%的高压油气井采用带压作业,每年带压作业约5000井次。
国外带压作业主要技术特点为采用一级动密封,固定卡管器置于防喷器组的最上端,施工安全性高;球形防喷器密封压力高,寿命长。
据统计,不压井作业产生的综合效益是压井作业的3~5倍。
在国内,部分油田通过引进国外设备开展过带压作业技术研究或应用。
辽河、吉林、四川等油田先后开展了研究与应用,取得初步效果。
国内共实施过1000多井次带压作业,其中90%以上是水井,80%是近两年实施的。
作业范围主要涉及带压起下管柱、通井、刮管和冲砂等施工。
2、带压作业技术研究应用的实际意义目前,在油田生产中,存在大量的高压油水井,难以实现正常的维修作业,导致部分油水井停产、停注,影响油田产量和注水开发效果。
带压堵漏作业规范带压堵漏作业规范1、定义:带压堵漏技术是在运行状态下对管道、法兰、阀门的泄漏部位(原来封闭空腔或新建立的空腔)注入密封剂而实现消除泄漏的临时性应急措施(不包括焊接打套部分)。
2、级别划分:2.1、为有利于带压堵漏技术应用管理,根据带压堵漏技术及封堵条件的不同,将注胶堵漏作业分为两个等级。
同时具备下列条件为一类作业:1)泄漏点温度:-20℃<T≤300℃;2)泄漏点压力:P≤4.0MPa;3)泄漏介质:空气、水、水蒸汽、油类、酸、碱等危害性较小的介质;4)泄漏部位:法兰公称直径Φ≤600毫米的法兰密封面泄漏;5)管道、阀门泄漏部位在地面或有围栏的固定平台处作业。
2.2、具备下列情况之一的为二类作业:1)泄漏点温度:300℃<T<650℃;2)泄漏点压力:4.0MPa<P<32MPa;3)泄漏介质:毒性危害程度为中度、高度的介质如DMF、四氯化碳、氯、氟化氢;3、各类低温压力容器及管道应用带压堵漏无安全保障时,不采用带压堵漏,而按有关压力容器及管道规程管理。
有下列情况之一者,不能进行带压注胶堵漏作业:1)毒性程度为极度的介质如苯、氯乙烯等;2)设备主要受压元件及管道因裂纹而产生的泄漏部位;3)高压、高温管道漏点;4)管道腐蚀、冲刷减薄状况不清楚的泄漏点;5)由于介质泄漏,使螺栓承受高于原来设计使用温度的泄漏点;6)由于介质泄漏,易使螺栓受到腐蚀的泄漏点;7)堵漏现场安全措施不符合企业安全规定。
4、带压注胶堵漏作业的相关要求:1)带压堵漏的施工单位必须设技术负责人,并配备必要的检测仪器及可靠的的堵漏工机具。
施工过程中,现场专人负责带压堵漏技术的现场操作及安全措施的落实,并对施工质量和可靠性负责。
2)带压堵漏施工前应做好准备工作。
专业技术人员和施工操作人员要到泄漏现场详细调查和勘测,进行强度核算,提出具体施工方案,制定有效的操作要求和防护措施。
3)凡应用带压堵漏的作业人员必须经专业培训并持证操作。
带压作业技术研究与应用本文针对带压作业技术的应用优势展开分析,内容包括了提高检修时的工作效率、降低采油成本等,通过研究一体化带压作业机、抽油杆带压作业装置、小直径超短型油管堵塞器、二次堵井油管堵塞器具体的应用要点,其目的在于提高带压作业技术的应用效果,提升石油开采过程中的资源利用效率。
标签:带压作业技术;采油成本;堵塞器;工作效率带压作业是利用相关技术实现对油管内部以及油套环空的有效封堵,以此来避免在井下作业过程中出现井下泄露的问题,通过外界干预来有效控制井内管柱,让井下压力与在管柱上施加的下压力进行平衡,从而避免在井下作业过程中发生安全事故,同时也能有效对作业井口周围环境起到保护作用。
对于该技术的应用要点进行细致分析,对于加快石油开采速度,提高石油开采质量有着积极地意义。
1带压作业技术的应用优势1.1提高检修时的工作效率在石油开采过程中,受到开采环境、机械疲劳、人为操作等因素影响,机械设备会出现一些机械故障。
并且在日常工作中也会定期进行小修作业。
以油井修理为例,如果按照传统小修方式进行检修,其周期时间基本控制在6-8天,在完成检修之后,进行排液的周期在8-10天,整体算下来,利用传统的检修方法,其所需要占用的生产周期在14-18天,这也在一定程度上降低了开采效率。
而带压作业技术的使用,可以在原有基础上节省大量的时间,根据数据显示,其作业周期一般都控制在6-10天,对比数据可以得出,带压作业技术的工作效率明显高于前者,可以为作业区域资源开采节省下较多时间,进而提高原油的产量。
1.2降低采油成本现阶段,开展石油开采活动时,最常用的开采方法为压力开采,即将置换液体(如水)压入到石油所有的地层中,使得原油在压力作用下顶升,而原油的亲水性较差,不会融入到水体环境当中,这样也避免了原油开采浓度的问题。
但是在油井检修作业期间,传统作业方法会使用洗压井液对其进行处理,这样也很容易造成油层通道空隙堵塞,增加了后续原有开采时的复杂度,提高了采油成本。
带压作业技术前言带压作业是指利用特殊修井设备,在油、气、水井井口带压的情况下,实施起下管杆、井筒修理及增产措施的井下作业技术。
通过防喷器组控制油套环空压力,堵塞器控制油管内部压力,然后通过对管柱施加外力克服井内上顶力,从而完成带压起下管柱。
几乎所有的油、气、水层从勘探,开发到后期的维护过程中都受到不同程度的伤害。
如何避免或减小油气层伤害,提高油水井寿命和产能一直是开发技术人员努力的方向。
带压作业技术的出现为实现真正意义上的油气层保护提供了可能。
相对于油井来说,带压作业较传统井下作业,没有外来流体入侵,油气层就没有外来固相,液相的伤害,不会产生新的层间矛盾,地层压力系统不会受到破坏,不需要重新建立平衡,有利于油井修复后稳产、高产。
相对于传统水井作业,在不放喷,不放溢流的情况下带压作业,对单井而言不需要卸压,同时解决了污水排放问题,降低注水成本;对整个注采网来说,对周边受益井,注水站注入工作不影响,保持整个注采网络地层压力系统不受破坏,不需要再建压力平衡,有利于提高注水实效。
一、带压作业技术发展及现状1、国外带压作业技术发展及现状1929年美国奥蒂斯(Otis)公司发明了钢丝绳式起下装置,主要用于辅助钻机带压起下管柱作业,安全性较差;1960年第一台液压式带压作业设备诞生,提高了安全性;1980年,第一台车载液压式带压作业设备在北美出厂,增强了机动性;90年代后,出现了模块化的撬装设备,以适应海上作业;2000年后,钻、修、带压作业一体机出现。
目前带压技术和装备在国外已非常成熟,辅助式和独立式设备及其配套工具序列齐全,设备实现了全液压举升,最高提升力达2669KN,最大下推力达1157KN。
已普遍应用于陆地和海洋作业。
最高作业井压力可达140MPa。
2、国内带压作业技术发展及现状国内从二十世纪60年代曾研制过钢丝绳式带压作业装置。
70-80年代四川石油管理局研制了用于钻井抢险的BY30-2型带压起下钻装置和用于修井的BYXT15型带压起下钻装置。
80年代,吉林油田研制开发出橇装式液压带压作业装置。
随着各油田对油层保护的高度重视及带压作业技术的逐步完善,2000年以后该项技术在国内得到了快速发展。
据不完全统计,我国现有带压作业装置90多套,各大油田都有自己的带压作业装置。
目前,带压作业已实现油水井的起下管杆、通井、打捞、打印、冲砂、刮垢、射孔、换井口、挤灰、堵水、酸化、压裂、套磨铣、水平井(射孔、压裂)等工艺。
二、带压作业装置带压作业装置根据作业井别不同而有所不同,但其核心部分包括三大系统,分别是井口密封系统、加压动力系统、附属配套系统。
I1、井口密封系统井控密封系统主要由三闸板防喷器、单闸板防喷器、环形防喷器和升高短接等部分组成。
其作用是在起下管柱过程中实现油套环空密封。
(1)三闸板防喷器三闸板防喷器(全封、半封、安全卡瓦),目前主要应用型号为3FZ18-21和3FZ18-35两种。
三闸板防喷器的下腔装全封闸板,可以在井内没有管柱的情况下密封井内压力。
三闸板防喷器的中间装半封闸板,根据井内的油管直径,配上相应的半封闸板,可以在井内有油管的情况下密封环形空间。
三闸板防喷器的上腔装卡瓦闸板,卡瓦闸板不起密封作用,其闸板上装的是卡瓦,配上相应规格的卡瓦牙,可以在上部设备进行检修或更换配件时卡紧油管,防止油管窜出或掉入井内。
(2)单闸板防喷器单闸板防喷器主要应用型号为FZ18-21和FZ18-35两种,参与倒出接箍及井下工具,其闸板及密封胶件都用特种耐压、耐磨材料制成,减小作业油管牙痕对前密封的损坏,保证闸板前密封具有一个合理的寿命。
图3单闸板防喷器图2 三闸板防喷器(3)环形防喷器环形防喷器主要应用型号为FH18-21和FH18-35两种规格。
用于起下油管过程中密封油管及套管环空,确保井内流体不喷出。
环形防喷器动密封均采用唇形结构的密封圈,最大限度地降低了密封圈的磨损,密封可靠胶芯不易翻胶、有漏斗效应。
另外,井压亦有助封作用等特点。
图4 环形防喷器(4)各种防喷器的组合形式①基本配置包括一台三闸板防喷器、两台单闸板防喷器和一台环形防喷器。
可适用于井筒压力35MPa以下的井的带压作业。
②高压力配置如果压力较高,或是井内情况工具比较复杂,也可以增加一台单闸板防喷器,变为一台三闸板防喷器、三台单闸板防喷器和一台环形防喷器。
这种结构方式适用于要进行二次投堵的情况:一是投堵塞器不到位,需要二次投堵,二是对于起配水器以下的管柱。
一台单闸板防喷器和一台环形防喷器的组合。
这种结构适用于井筒压力14MPa 的井的带压作业。
也可以将三闸板防喷器改为双闸板防喷器,变为一台双闸板防喷器、一台单闸板防喷器和一台环形防喷器的组合。
这样可以降低设备的高度,适用于与井架较低的修井机配合进行带压作业。
(1)双向双作用液压缸双向双作用液压缸即升降油缸,行程为3.5m左右,在固定卡瓦打开时,通过游动卡瓦咬住井内管柱,操控液压系统,在管柱重量小于井内液压的上顶力(浮力),实现井内管柱的安全起下。
当管柱重量大于井内液压的上顶力时,停止使用升降液缸,而用修井机大钩起下油管。
图8 液压缸(2)固定卡瓦和游动卡瓦固定卡瓦在作业过程中主要用于卡住油管,阻止油管上窜。
当井内压力对油管上浮力小于井内油管重量时,不用固定卡瓦而改用大钩及吊卡,防止油管掉下去。
游动卡瓦是在井内压力对油管的上浮力大于井内管柱的重量时,用游动卡瓦卡住油管,随着升降油缸上升或下降从而提出或压入油管。
当井内压力对油管的上浮力小于井内管柱的重量时,油缸及游动卡瓦停用,改用大钩及吊卡。
图9 卡瓦(3)横梁横梁的作用是承受作业过程中的作用力,并且将整套系统连接并固定成一体,从而保证了整个系统的稳定性。
包括游动横梁、上横梁、中横梁、下横梁。
游动横梁下面安装的是游动卡瓦,上面可以安装重力卡瓦或是吊卡。
它的两端分别与升降液缸的活塞杆相连,在作业过程中带到游动卡瓦一起运动,主要是承受游动卡瓦和升降液缸的作用力。
上横梁和中横梁的主要作用是将升降液缸和中间的防喷器组连接在一体,保证装置的稳定性。
上横梁卡在溢流筒和升降液缸上。
中横梁卡在短节和升降液缸上。
它们的两边是合页形式的卡子,可以转过1000的角度,卡在升降液缸上。
下横梁两边与升降液缸的下部相连,中间卡在下横梁座上,下横梁座下部连接三闸板防喷器,上面连接特种单闸板防喷器。
3、附属系统及其配套工具主要由液压控制系统、堵塞器、卸油箱、工作平台等组成。
(1)液压操作控制系统由液控操作台、蓄能器系统及高压联结软管等组成。
液控操作台实现对井口封井器的开关动作及升降油缸的上下运动,同时可分别调整各封井器系统液压,使各封井器在最佳工作压力工作,延长各部位工作寿命。
蓄能器系统能储存一定的压能,在作业机或液压泵出现故障时,靠储存能量实现液压快速关井,提高带压作业的安全系数。
联结软管为高压软管,和蓄能器、液控操作台联结,传递液压能量,实现远程控制液压缸和井控装备。
图10 液控操作台(2)油管堵塞器最近几年,结合生产实际情况,国内有针对性研发了系列油管堵塞器和配件堵塞器,以及其它堵井工艺,有效地解决了带压作业技术中油管内部堵塞的核心问题。
二连油田主要使用以下2种油管堵塞器。
阜新油管堵塞器主要由钢体、卡瓦、密封胶筒、密封胶皮组成,工作原理:油管堵塞器靠水泥车打压,将油管堵塞器推送至设计位置,停泵后油管堵塞器在地层压力的推动下向上运行,至油管接箍处时卡瓦牙卡在油管之间的缝隙处,不能运行。
但堵塞器的本体继续运行,安全剪钉断,密封胶筒受压扩张,实现油管内堵塞。
图11 FXY211-50油管堵塞器井下自动坐封堵塞器主要有:坐封机构、密封总成、卡瓦总成、锁紧总成等组成。
工作原理:当自动坐封堵塞器下到预定位置后,上提,遇到接箍位置时,遇阻,上震击,中心杆上移,活塞腔进液孔露出,在静压的作用下,活塞套上行,推动卡瓦坐卡,胶筒被压缩,处于预紧状态,堵塞器处于工作状态。
解封时,在地面上震击,剪断解封剪钉,胶筒被释放、退回,然后捞住卡瓦座,捞出堵塞器。
图12 采研院井下自动座封油管堵塞器(3)双向阀主要用于完井时安装在管柱最下部,在油管下入过程中,在单向翻板的作用下,凡尔球座于上球座中,起反向止回作用,使油管内部保持常压,油管下入完成后,向油管内打压,在液力作用和球的自重作用下,凡尔球冲过单向翻板座入下球座中,起挡球作用,可以实现分注作业。
图13 双向阀(4)泄油箱一般在上环形防喷器上方加装一个升高短节式的泄油短节,一方面便于上部防顶卡瓦的安装,另一方面从环形防喷器微漏出的水和接箍瞬间流出的水能通过导流管流到指定地方,不要上喷和流到井口处,污染地面环境。
(5)工作平台包括主工作平台和辅助平台。
主平台上安装有司钻控制台、斜梯、逃生滑道、油管坡道,主平台主要是提供作业的空间。
辅助平台上有环形防喷器及部分控制阀,为环形防喷器及固定卡瓦的检修提供空间。
图14 工作平台4、二连分公司带压作业装置(1)辅助式华北石油荣盛机械制造有限公司生产的DYZY18—14/21 型带压作业装置,二连分公司于2004年引进。
产品代码说明DYZY 18 - 14 / 21最高静密封压力(MPa)最高工作压力(MPa)通径代号产品代号图15 辅助式带压装置作业大队目前应用的DYZY18-14/21带压作业装置的液压系统由液压源、液控操作台、液控管线和蓄能器四部分组成。
液压源部分由天动4130柴油机、分动箱、齿轮泵、液压油箱组成。
一台齿轮泵的排量为160ml/r,专供升降液缸使用,另一台排量为80ml/r,供其余液控部分使用。
液控操作台型号为:FYK20—10,最高工作压力为21MPa,10个头,分别控制升降油缸、全封闸板、半封闸板、卡瓦闸板、FH18—21环形、固定卡瓦、两台TFZ18—21单闸板、游动卡瓦。
液控管线应用的是外编钢丝的高压胶管。
蓄能器系统配备了4个16升的蓄能器,它的作用是在泵停止工作或系统泄露致使压力降低时提供压力。
图16 液压源图17 控制台和蓄能器图18 液控管线(2)独立式华北石油荣盛机械制造有限公司生产的BYJ60/21DQ型带压作业装置,二连21--------最高工作压力为21Mpa D --------结构形式为独立式Q --------结构形式为橇装式表1 BYJ60/21DQ不压井作业装备井口部分主要技术参数项目技术参数升降液缸行程: 3.6m升降液缸上顶力(最大)600KN升降液缸下拉力(最大)420KN升降液缸最大空载上升速度26.4m/min升降液缸最大空载下降速度41.4m/min系统最高工作压力21Mpa系统承受最大静压力35Mpa系统承压件部件强度试验压力52.5Mpa整机重量(不含拔杆绞车系统)11000Kg系统通径φ186mm闸板防喷器所配闸板规格全封、2 3/8"、2 7/8"、3 1/2"卡瓦所配卡瓦牙规格 2 3/8"、2 7/8"、3 1/2"主机外形尺寸(不含拔杆绞车系统)mm 3100×2500×64000表2 BYJ60/21DQ不压井作业装置动力橇主要技术参数三、带压作业工艺1、带压作业原理用内堵塞器密封管柱内的压力后,将整套装置安装在井口上,用环形防喷器或闸板防喷器密封油套环空的压力,使用液压卡瓦卡紧管柱,使用大钩或升降液压缸进行起下管柱和井下工具。