謝 華,甘寶安,劉金環(huán),謝 青,張子佳

(大港油田a.生產(chǎn)運行處;b.石油工程研究院;c.信息中心;d.礦區(qū)事業(yè)部,天津300280)

大四通多功能井噴封堵裝置研制

謝 華a,甘寶安b,劉金環(huán)c,謝 青d,張子佳b

(大港油田a.生產(chǎn)運行處;b.石油工程研究院;c.信息中心;d.礦區(qū)事業(yè)部,天津300280)

大四通多功能井噴封堵裝置是一種針對采油樹大四通本體部位發(fā)生刺漏而進行快速封堵?lián)岆U的一種專用裝置。該裝置完善了油氣井井噴快速封堵?lián)岆U工具系列,為井口本體損壞后快速封堵?lián)岆U工藝技術(shù)提供了一種新方法。

大四通;多功能;井噴;封堵裝置

油田常用的 KY65-21型井口裝置(俗稱250采油樹)在長期生產(chǎn)使用中,由于大四通在鑄造過程中氣泡傾向增大、流動性差等原因,不同程度地存在含夾渣,氣泡等缺陷,工作環(huán)境惡劣及受外力作用,相當(dāng)于熱處理工藝時效處理,把鑄造內(nèi)應(yīng)力逐步釋放出來,使其組織發(fā)生變化。另外,因地下情況復(fù)雜、地層變化、工作壓力發(fā)生突變(增大)等,井內(nèi)液體從缺陷刺漏,控制不當(dāng)極易形成井噴。由于沒有相應(yīng)措施,會使井噴難以控制,造成惡性井噴事故。

通過對油田數(shù)次發(fā)生井噴事故的原因和處理措施分析,為了能夠及時、有效地處置井口大四通刺漏而發(fā)生井噴事故,進行了油、氣井采油樹大四通本體損壞后封堵井口專用裝置的研究,研制了大四通多功能井噴封堵裝置。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理[1-6]

1.1 結(jié)構(gòu)

大四通多功能井噴封堵裝置由采油樹大四通、上支撐板、主體固定螺母、調(diào)節(jié)螺母、絞杠、主體、下支撐板、卡瓦體和密封體組成,結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 大四通多功能井噴封堵裝置結(jié)構(gòu)

1.2 工作原理

在發(fā)生刺漏或井噴時,首先查明刺漏或井噴的位置是在大四通本體還是在左、右套管出口,明確刺漏位置后選擇相應(yīng)的密封體。先更換密封體與過渡連接體連接的4個M10螺拴,擰緊螺栓后與絲杠連接,然后在上、下法蘭各啟用2個法蘭螺孔,2個螺孔夾角150°。安裝上、下支撐板,先將下支撐板與底法蘭連接的2個M30螺栓擰緊,再安裝上支撐板并將2個M30螺栓擰緊。安裝主體前應(yīng)避開刺漏或井噴的位置,把主體底部的鍵安裝在下支撐板鍵槽內(nèi),再安裝上支撐板內(nèi)調(diào)節(jié)螺栓,調(diào)整好間隙后擰緊調(diào)整螺栓,再調(diào)整密封體高度使之與刺漏或井噴的位置對齊,并用絞杠將密封主體壓向刺漏或井噴的位置,封住刺漏或井噴,如井噴壓力大或刺漏過大,可在壓井液中加入橡膠球等物壓井控制井噴事故。

1.3 技術(shù)參數(shù)

2 施工安全措施

a) 發(fā)生井口大四通刺漏或井噴事故時要迅速采取針對性措施,以減少損失和環(huán)境污染,降低大四通井噴刺漏受損程度,避免因井噴時間過長而導(dǎo)致的井口大四通主體被刺斷使事故擴大。

b) 刺漏或井噴時,要根據(jù)刺漏的位置選擇相應(yīng)的密封體。密封體主要有3種類型,即針對井口大四通主體部位專用密封體、井口大四通主體左側(cè)與套管連接部位和井口大四通主體右側(cè)與套管連接部位專用密封體。

c) 按照井噴搶險施工安全要求處置井噴事故,采用大四通多功能井噴封堵裝置搶險時,現(xiàn)場操作人員原則上不要超過3人,要站在上風(fēng)向,并需要消防設(shè)施配合搶險。

3 試驗

在對該裝置進行結(jié)構(gòu)和受力分析的基礎(chǔ)上,進行了數(shù)十次室內(nèi)和現(xiàn)場試驗,達到了國內(nèi)油氣井井噴快速封堵?lián)岆U要求。

4 結(jié)論

1) 采用大四通多功能井噴封堵裝置能及時、有效地控制油氣井井口大四通刺漏和井噴事故,縮短井噴事故的處置時間,減少因事故帶來的經(jīng)濟損失,同時能增強搶險人員的施工安全性,降低事故對環(huán)境和社會的不良影響。

2) 室內(nèi)和現(xiàn)場試驗證明,該裝置具有針對性強、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、可循環(huán)使用等特點,符合現(xiàn)場搶險要求,具有很高的實用價值,已獲得國家專利,可在全國各油田推廣應(yīng)用。

3) 該裝置完善了國內(nèi)油氣井井噴快速封堵?lián)岆U工藝技術(shù),使油田處理該類井噴事故的能力得到了進一步提高,安全生產(chǎn)得到進一步加強。

[1] 《機械手冊》編委會.機械設(shè)計手冊[K].北京:機械工業(yè)出版社,2004.

[2] 劉鴻文.材料力學(xué)[M].4版.北京:高等教育出版社,2004.

[3] 王子磊,綦耀升,宋忠坤,等.修井用雙閘板防噴器的選型設(shè)計[J].石油礦場機械,2008,37(8):58-61.

[4] 王媛媛,李 俊,趙志斌,等.手動電纜剪切雙閘板防噴器的設(shè)計開發(fā)[J].石油礦場機械,2008,37(8):64-67.

[5] 肖力彤,宋振華,鄭 泳,等.Cameron結(jié)構(gòu)的防噴器殼體有限元分析[J].石油礦場機械,2010,39(2):38-40.

[6] 王錫洲,付玉坤,朱海燕,等.閘板防噴器膠芯密封及損壞機理分析[J].石油礦場機械,2010,39(2):16-18.

TE931.1.

B

1001-3482(2010)10-0087-02

2010-06-28

項目來源:實用新型專利(ZL201020122077.3);國家發(fā)明專利(ZL201010114240.6)

謝 華(1961-),男,山東沂水人,高級工程師,主要從事石油工程應(yīng)急技術(shù)研究及管理工作。