任國(guó)芳 于 雷
(1.渤海裝備遼河重工;2.中油遼河油田公司鉆采院,遼寧 盤(pán)錦 124010)
集成式作業(yè)平臺(tái)的研制
任國(guó)芳1于雷2
(1.渤海裝備遼河重工;2.中油遼河油田公司鉆采院,遼寧 盤(pán)錦 124010)
對(duì)高溫不壓井作業(yè)功能模塊及高溫不壓井作業(yè)的意義加以闡述,并重點(diǎn)介紹了集成式作業(yè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
不壓井作業(yè);高溫;作業(yè)平臺(tái);集成式
遼河油田位于遼河下游之渤海灣,以稠油為主,其主要采取熱采的方式進(jìn)行開(kāi)采,包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SAGD等。隨著油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期,油藏保護(hù)和安全環(huán)保要求的提高,對(duì)作業(yè)過(guò)程的高溫不壓井技術(shù)提出了迫切的需求。高溫不壓井作業(yè)技術(shù)除具有保護(hù)油層的作用外,還具有保護(hù)地下溫場(chǎng)、節(jié)約注汽資源、提高開(kāi)采效果的作用。
目前國(guó)內(nèi)外的常溫不壓井技術(shù)和設(shè)備已成熟,其設(shè)備按運(yùn)載方式分為車載式和撬裝式;按配套方式分為獨(dú)立式和輔助式;按作業(yè)時(shí)密封方式分為動(dòng)密封和靜密封;按一次提升管柱行程分為長(zhǎng)沖程和短沖程。但高溫不壓井技術(shù)還處于研究階段,遼河油田經(jīng)過(guò)多年研究和試驗(yàn),在工藝需求分析和功能模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,借鑒常溫不壓井設(shè)備,將各功能模塊合理的組合成一體,研制出了用于高溫不壓井作業(yè)的集成式作業(yè)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了安裝運(yùn)輸方便、作業(yè)安全的要求。
高溫不壓井作業(yè)的功能模塊主要包括以下4個(gè)部分。
1.井口防噴系統(tǒng):用于井口防噴及作業(yè)中的環(huán)空密封,包括上環(huán)形防噴器、全封閘板防噴器、固定卡瓦、下環(huán)形防噴器及三閘板防噴器等防噴器組。
2.冷卻系統(tǒng):用于對(duì)起出管柱降溫。
3.舉升裝置:用于起下管柱時(shí)舉升管柱及下壓管柱、防上頂。
4.作業(yè)平臺(tái):用于整體系統(tǒng)的支撐及穩(wěn)固,承載井口設(shè)備和作業(yè)人員,并提供有效的操作空間便于作業(yè)人員作業(yè)。
為了滿足安全高效的作業(yè)需要,便于安裝、運(yùn)輸、作業(yè),進(jìn)行了集成式一體化設(shè)計(jì),將以上幾部分集成為一體。
作業(yè)平臺(tái)的集成式一體化設(shè)計(jì)方案如圖1所示。
圖1
首先井口防噴系統(tǒng)的防噴器組串聯(lián)在一起,冷卻系統(tǒng)設(shè)置在上環(huán)形防噴器和下環(huán)形防噴器之間。井口防噴系統(tǒng)放置在中心位置,兩側(cè)為舉升裝置,井口防噴系統(tǒng)通過(guò)下橫梁、油缸固定卡固定在舉升裝置上。舉升裝置的兩舉升油缸、上游動(dòng)橫梁和下橫梁構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)固框架。最后由作業(yè)平臺(tái)的四立柱作為外框支撐,井口防噴系統(tǒng)和舉升裝置都放置在四立柱內(nèi),通過(guò)下橫梁和環(huán)形防噴器固定卡進(jìn)行固定。此外,上工作平臺(tái)也由四立柱完成支撐固定,四立柱下部為液壓支腿,用于調(diào)節(jié)作業(yè)平臺(tái)的高度和平衡。作業(yè)平臺(tái)的附件包括爬梯、油管坡道、逃生滑道等?;緟?shù)為:總高6615mm、護(hù)欄高度1200mm、舉升油缸行程3500mm、作業(yè)平臺(tái)尺寸3150mm×2500mm、舉升及下壓能力為上提60t、下壓40t。
為了滿足整體運(yùn)輸需要,設(shè)計(jì)專用運(yùn)輸橇,需要運(yùn)輸時(shí)將整體作業(yè)平臺(tái)放置在運(yùn)輸橇上,如圖2所示。
為了保證結(jié)構(gòu)的合理性和作業(yè)的安全性,設(shè)計(jì)時(shí)采用SolidWorks軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并應(yīng)用有限元分析方法對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析與可靠性研究,最終確定了該設(shè)計(jì)方案。
該集成式作業(yè)平臺(tái)試制成功后,已在杜84-61-23井和杜813-38-55井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),試驗(yàn)取得了圓滿成功,驗(yàn)證了該作業(yè)平臺(tái)的實(shí)用性。
1.集成式作業(yè)平臺(tái)成功的將各功能模塊集成為一體,結(jié)構(gòu)合理、安全可靠,實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新。
2.集成式一體化作業(yè)平臺(tái)可整體運(yùn)輸、整體安裝,提高了使用效率,降低了成本。
3.通過(guò)詳細(xì)的設(shè)計(jì)分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),驗(yàn)證了集成式作業(yè)平臺(tái)的實(shí)用性,完全滿足高溫不壓井作業(yè)需要。
圖2
[1]崔彥立.不壓井作業(yè)技術(shù)發(fā)展方向探討[J].吐哈油氣,2005,10(4):326-330.
[2]王勛第,李繼康.不壓井作業(yè)設(shè)備[J].國(guó)外石油機(jī)械,1997,8(2):22-26.
[3]黃小兵,劉清友,王德玉.淺析我國(guó)不壓井裝備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2004,33(增刊):19-21.
[4]曲紹剛.高溫不壓井作業(yè)工藝技術(shù)研究與試驗(yàn)[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2006,35(5):93-95.
[5]于雷.不壓井作業(yè)技術(shù)及設(shè)備的探討[J].中國(guó)設(shè)備工程,2015,(5):36-38.
TE935
B
1671-0711(2015)08-0056-02
十二五國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)”(2011ZX05053)資助
(1975-),女,工程師,畢業(yè)于江漢石油學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè),現(xiàn)從事油田鉆采設(shè)備的開(kāi)發(fā)。
(2015-07-16)