黃佳 姜曉君 楊睿 吳永歡

摘要：目前，渤海油田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，壓力測(cè)試以及增產(chǎn)增注過(guò)程中的鋼絲作業(yè)顯得尤為重要。但如海上平臺(tái)鉆修井期間井槽占用或場(chǎng)地緊張，而使鋼絲試井作業(yè)無(wú)法進(jìn)行，就會(huì)影響采收率的提高。針對(duì)此難題，開(kāi)發(fā)了一種新型鋼絲試井設(shè)備，對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，利用平臺(tái)中層或下層甲板空間對(duì)目標(biāo)井進(jìn)行鋼絲試井作業(yè)，以滿(mǎn)足增產(chǎn)措施工藝手段及井下數(shù)據(jù)的錄取工作。就該鋼絲試井設(shè)備在海上油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，其實(shí)現(xiàn)了與鉆完井的交叉作業(yè)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，提高了生產(chǎn)時(shí)效;同時(shí)施工安全可靠，操作便捷，形成了一套完整的技術(shù)體系。

關(guān)鍵詞：海洋石油;鋼絲作業(yè);新型試井設(shè)備;降本增效

0 ? ?引言

由于海上油田平臺(tái)井口密集且甲板空間場(chǎng)地限制，大量增產(chǎn)增注施工計(jì)劃被擱置或推遲，嚴(yán)重影響了海上油氣田的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。為了不影響海上平臺(tái)的鉆修井及其他增產(chǎn)措施作業(yè)，有必要開(kāi)發(fā)一種新型鋼絲試井設(shè)備，利用平臺(tái)中層或下層甲板空間對(duì)目標(biāo)井進(jìn)行鋼絲作業(yè)，以滿(mǎn)足壓力測(cè)試及其他增產(chǎn)措施工藝手段，實(shí)現(xiàn)交叉作業(yè)，同時(shí)提高生產(chǎn)時(shí)效，增加經(jīng)濟(jì)效益。

1 ? ?新型鋼絲試井絞車(chē)的研制

1.1 ? ?新型鋼絲試井絞車(chē)的設(shè)計(jì)

新型鋼絲試井絞車(chē)要突出小的特點(diǎn)，并且要具備常規(guī)鋼絲試井設(shè)備的性能，所以需根據(jù)海上油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)其結(jié)構(gòu)尺寸及性能參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

1.1.1 ? ?結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)

新型鋼絲試井絞車(chē)結(jié)構(gòu)由兩部分組成：絞車(chē)模塊和動(dòng)力模塊。絞車(chē)模塊安裝有操作臺(tái)、鋼絲滾筒、剎車(chē)系統(tǒng)、鏈條式排繩裝置、深度計(jì)量系統(tǒng)、拉力測(cè)量系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、馬達(dá)控制系統(tǒng)等。動(dòng)力模塊由防爆電機(jī)、液壓油泵、液壓油箱、液壓油散熱系統(tǒng)、防爆電控箱等組成。

在尺寸上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如表1所示。

1.1.2 ? ?性能優(yōu)化設(shè)計(jì)

此次設(shè)計(jì)的絞車(chē)底部配有腳輪，可以升降，方便運(yùn)輸及就位;并且配備了良好的動(dòng)力系統(tǒng)，動(dòng)力模塊采用防爆配電箱控制絞車(chē)的電氣部分，可以通過(guò)配電箱分別控制散熱系統(tǒng)風(fēng)機(jī)和主液壓泵的啟動(dòng)和停止。為適應(yīng)采油平臺(tái)防爆要求，整個(gè)設(shè)備除動(dòng)力部分采用防爆電器外，絞車(chē)部分均采用液壓機(jī)械傳動(dòng)和機(jī)械操作?？紤]閉式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，合理選擇油泵、馬達(dá)等主要液壓元件，且系統(tǒng)設(shè)有安全保護(hù)裝置。該系統(tǒng)不僅傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，而且絞車(chē)速度范圍較寬，為鋼絲試井作業(yè)提供了良好的傳動(dòng)系統(tǒng)[1-4]。絞車(chē)相關(guān)性能參數(shù)如表2所示。

1.2 ? ?新型鋼絲試井絞車(chē)與平臺(tái)甲板的固定方式研究

由于新型鋼絲試井絞車(chē)重量偏小，同時(shí)鋼絲作業(yè)過(guò)程中隨著線(xiàn)纜輸送工具的下井，絞車(chē)受到的井口方向牽引力也在增大，絞車(chē)重量輕、摩擦力不足，造成了其與甲板的相對(duì)移動(dòng)，這將成為作業(yè)過(guò)程中最大的安全隱患。

為此設(shè)計(jì)配重加永磁吸附解決方式，在絞車(chē)底部加裝永磁鐵，在絞車(chē)兩側(cè)固定架上加裝配重塊，設(shè)計(jì)配重塊體積為800 mm×400 mm×20 mm，單塊重量50 kg，滿(mǎn)足人力搬運(yùn)要求。每側(cè)配重30塊，總配重3 t。

2018年12月，蓬萊19-3油田C平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，配重后的小型化鋼絲試井絞車(chē)結(jié)合永磁吸附方式，在499 kg（1 100磅）的牽引力下只發(fā)生了微弱移動(dòng)，最終滿(mǎn)足了平臺(tái)中層甲板作業(yè)固定需求。

2 ? ?試井防噴系統(tǒng)提升裝置研制——可移動(dòng)井口簡(jiǎn)易支架

2.1 ? ?試井防噴系統(tǒng)提升裝置的研究思路

由于采油樹(shù)在底層甲板，而頂甲板井口被鉆井模塊、修井機(jī)或其他大型撬裝設(shè)備覆蓋，致使平臺(tái)吊車(chē)無(wú)法配合鋼絲試井作業(yè)的防噴系統(tǒng)組裝及拆卸工作。所以，需要研制一種試井防噴系統(tǒng)提升裝置，通過(guò)人工搭建的方式安裝在平臺(tái)中層甲板對(duì)應(yīng)井槽位置，代替吊車(chē)功能，實(shí)現(xiàn)吊裝作業(yè)，完成防噴系統(tǒng)拆裝及井下工具更換工作;并且該裝置應(yīng)具有模塊化及可移動(dòng)的特點(diǎn)，具備“自升式”功能，以簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的程序。

2.2 ? ?可移動(dòng)井口簡(jiǎn)易支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

可移動(dòng)井口簡(jiǎn)易支架，采用矩形鋼管為主體，由底座、底座支腿、水平調(diào)節(jié)裝置、井口蓋板、立式升降桅桿、起升絞盤(pán)、起重絞車(chē)、繃?yán)K等部分構(gòu)成。該裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，分體可組裝拆卸，便于作業(yè)人員的搬運(yùn)及安裝，最重部分僅80 kg。防噴管吊裝架采用直立式三級(jí)升降桅桿結(jié)構(gòu)，每級(jí)桅桿可從上一級(jí)中伸出，通過(guò)一定傳動(dòng)比的升降手動(dòng)絞盤(pán)實(shí)現(xiàn)，總體升高可達(dá)6 m，起重絞盤(pán)采用9 mm鋼絲繩，承載2 t，可以控制起重吊鉤吊起或下放重物，實(shí)現(xiàn)防噴系統(tǒng)的吊裝作業(yè)[5-6]。

3 ? ?新型鋼絲試井設(shè)備在蓬萊19-3油田D平臺(tái)D39ST1井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2019年4月，小型化鋼絲試井設(shè)備首次應(yīng)用于蓬萊19-3油田D平臺(tái)D39ST1井，進(jìn)行鋼絲作業(yè)通井及開(kāi)關(guān)滑套作業(yè)，施工安全順利，作業(yè)效果理想。

3.1 ? ?設(shè)備就位情況

通過(guò)蓬萊19-3油田D平臺(tái)中層甲板吊貨口，將小型化鋼絲試井設(shè)備運(yùn)輸至合適位置。絞車(chē)模塊就位并正對(duì)D39ST1井井口，配重模塊置于絞車(chē)兩側(cè)，啟動(dòng)永磁吸盤(pán)。

3.2 ? ?防噴系統(tǒng)組裝情況

在中層甲板組裝可移動(dòng)井口簡(jiǎn)易支架，準(zhǔn)備防噴系統(tǒng)，通過(guò)簡(jiǎn)易支架吊起防噴系統(tǒng)總成后與采油樹(shù)帽進(jìn)行連接。

3.3 ? ?鋼絲作業(yè)

組裝PL19-3 D39ST1井開(kāi)關(guān)滑套作業(yè)工具串，工具下井過(guò)程中進(jìn)行懸重測(cè)試，移位工具下過(guò)目標(biāo)滑套位置后，向上震擊關(guān)閉滑套，震擊力量階梯式增加，4次震擊，最大震擊力272 kg（600磅），小型化絞車(chē)不發(fā)生移動(dòng)。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

新型鋼絲試井設(shè)備成本低廉、綠色環(huán)保、節(jié)能降耗，作業(yè)過(guò)程中無(wú)需動(dòng)用平臺(tái)吊車(chē)、鉆修井機(jī)等大型起升設(shè)備配合，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立施工。

通過(guò)調(diào)研、試驗(yàn)及油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用可知，此種新型鋼絲試井設(shè)備能適應(yīng)海上平臺(tái)交叉作業(yè)，施工安全可靠，形成了一套完整的技術(shù)體系，解決了平臺(tái)場(chǎng)地局限性造成的鋼絲試井作業(yè)停滯現(xiàn)象，具有良好的推廣前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 張敬，樊巖松，戴克文，等.JC70DB型海洋絞車(chē)[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2008，37（7）：90-92.

[2] 馮慶東，李國(guó)勇，張林海，等.輕型多功能鋼絲試井絞車(chē)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].南陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，7（2）：64-66.

[3] 陳杰，谷中德.液壓傳動(dòng)鋼絲試井車(chē)[J].專(zhuān)用汽車(chē)，1991（3）：30.

[4] 游林創(chuàng).SJ6000H型海洋液壓試井絞車(chē)[J].石油鉆采機(jī)械，1983（1）：20-24.

[5] 王泉.自升式修井平臺(tái)升降裝置強(qiáng)度安全可靠性分析[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2002，31（4）：1-5.

[6] 周順.礦井提升裝置選型設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用[J].華東科技（學(xué)術(shù)版），2013（6）：337-338.

收稿日期：2020-02-24

作者簡(jiǎn)介：黃佳（1982—），男，天津人，工程師，研究方向：鋼絲試井及電纜生產(chǎn)測(cè)井。