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        氣舉采油井下工具性能試驗系統(tǒng)方案

        2021-01-05 03:26:58辛常青
        設(shè)備管理與維修 2020年21期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        辛常青

        (渤海石油裝備(天津)鉆井裝備公司螺桿鉆具廠,天津 300280)

        0 引言

        氣舉采油是把一定量的高壓天然氣通過油套管環(huán)空,經(jīng)氣舉閥連續(xù)不斷地注入油管,在油管內(nèi)與井液充分混合形成混合流體,從而降低井液密度,能在較低的地層壓力條件下將混合井液舉出,達到舉升采油的目的。氣舉采油因其管理方便、操作成本低、產(chǎn)量調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)勢,以及對海上采油、斜井、含砂、含氣較多和含有腐蝕性成分的油井良好的適應(yīng)性,被更多地選擇,正在全球越來越廣泛地應(yīng)用。我國在氣舉采油技術(shù)方面也一直在探索開發(fā),吐哈油田、中海油、冀東等油田在氣舉采油工藝方面都有成功的應(yīng)用經(jīng)驗,也建立了自己獨特的氣舉采油工藝方法及氣舉井下工具。想要做好我國自有的氣舉技術(shù)品牌,達到性能可靠、質(zhì)量優(yōu)良、技術(shù)先進,氣舉配套工具是非常重要的一環(huán),而一項優(yōu)秀產(chǎn)品的開發(fā),離不開對其各個性能指標(biāo)的試驗和檢驗。建設(shè)研制氣舉采油井下工具性能試驗系統(tǒng)是非常有必要、非常迫切的,為滿足我國油田內(nèi)外業(yè)務(wù)迅速發(fā)展和油氣生產(chǎn)低成本高效開發(fā)的需求,應(yīng)對氣舉采油技術(shù)在新領(lǐng)域應(yīng)用方面的挑戰(zhàn),迫切需要建設(shè)和完善氣舉試驗基地,提升氣舉采油工藝技術(shù)及氣舉配套工具研發(fā)能力,加快科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

        1 試驗系統(tǒng)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

        SY/T 5810《連續(xù)氣舉采油井設(shè)計及施工作業(yè)》,SY/T 6644《使用注入壓力操作閥的連續(xù)氣舉井設(shè)計推薦作法》,SY/T 6401《氣舉井下裝置》,SY/T 5871《丟手可鉆封隔器》,SY/T 5106《油氣田用封隔器通用技術(shù)條件》,SY/T 6400《氣舉閥性能試驗方法》。

        2 氣舉工具性能試驗系統(tǒng)功能

        氣舉工具性能試驗系統(tǒng)主要對氣舉技術(shù)配套工具性能進行試驗,研究各種工具操作特性,及在各種環(huán)境下的適應(yīng)性、結(jié)構(gòu)尺寸和性能的匹配性,檢驗各種工具的技術(shù)參數(shù),試驗系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)方案(表1)。

        3 氣舉工具性能試驗系統(tǒng)組成

        多功能試驗機與室內(nèi)試驗井配合應(yīng)用,實現(xiàn)封隔器等井下工具、工藝管柱等的起、下過程,及封隔器、工藝管柱坐封、解封、密封性能等試驗。室內(nèi)設(shè)計12 m 深的3 口試驗井,各2 根旁通管(圖1)。模擬試驗井的井身結(jié)構(gòu):①7″試驗井,Φ177.8 mm×10.36 mm,深12 m;②5″試驗井,Φ139.7 mm×9.17 mm,深12 m;③7″+5-1/2″組合溫度井,上部Φ177.8 mm×10.36 mm,深6 m,下部Φ139.7 mm×9.17 mm,深6 m。

        利用3 口室內(nèi)12 m 深試驗井模擬實際油井現(xiàn)場工況,可完成氣舉工具耐壓、耐溫、密封等性能單項或組合試驗??蓪馀e封隔類、打撈類、控制類和鋼絲投撈作業(yè)類工具的工作性能進行模擬測試。

        表1 氣舉工具性能試驗系統(tǒng)主要試驗

        表2 氣舉工具調(diào)試系統(tǒng)試驗項目

        圖1 室內(nèi)井氣舉工具模擬試驗井

        4 氣舉完井工具試驗工藝流程

        氣舉完井工具在地面進行性能試驗后,按不同的規(guī)格和要求下入12 m 井模擬井筒中,井筒內(nèi)液體環(huán)境模擬達到現(xiàn)場要求,然后對模擬井筒內(nèi)的單件或組合氣舉工具進行加載等不同方式的性能檢測,地面和井下配套的不同設(shè)備同時監(jiān)測并錄取試驗參數(shù),這些錄取的參數(shù)最終通過計算機測控系統(tǒng)傳輸至計算機分析處理。

        圖2 氣舉完井工具試驗工藝流程

        5 計算機測控系統(tǒng)

        計算機測控系統(tǒng)主要完成對試驗裝置載荷、機械力、液壓力、流量、溫度等參數(shù)的測量和控制,上下移動時位移和速度的測量和控制,并完成所有試驗項目數(shù)據(jù)采集,實時監(jiān)控試驗過程,試驗結(jié)果線圖和報表的生成,試驗過程動畫顯示,根據(jù)試驗內(nèi)容設(shè)置機械裝置的安全參數(shù)、工況監(jiān)測和報警后的自動安全處理。試驗時可以通過測控計算機實現(xiàn)試驗過程的自動控制,實時數(shù)據(jù)采集和處理,也可以通過儀表柜中的電動開關(guān),實現(xiàn)試驗全過程的手動控制。

        6 氣舉工具調(diào)試系統(tǒng)

        氣舉工具調(diào)試系統(tǒng)配備恒溫水浴、調(diào)試臺架、加壓設(shè)備和鉗工操作臺等,為油田生產(chǎn)和出口氣舉工具進行上井前的檢測和試驗(表2)。

        7 輔助配套系統(tǒng)及功能

        (1)多功能試驗機。一旦封隔器或工具試驗完畢,試驗壓力卸去后,封隔器難以解封、卡瓦類工具難以縮回取出試驗井筒,需要利用拉拔解封試驗機上拉或下壓,解封或解卡。

        (2)高溫高壓試驗井。為井下工具試驗提供全尺寸模擬井筒試驗條件,以便進行井下工具的高溫高壓性能試驗。

        (3)電加熱系統(tǒng)。利用可控硅控制原理控制加熱功率,為3口高壓井筒加熱,實現(xiàn)模擬現(xiàn)場采油環(huán)境。電加熱系統(tǒng)包括電控柜、測量溫度傳感器、電纜動力線、測量信號線和布線電纜盒等。

        (4)靜壓打壓系統(tǒng)。以壓縮空氣為動力源,采用氣動液體增壓泵,向試驗井中心管、井下工具井筒上段和井下工具井筒下段打壓,滿足試驗工具(封隔器)的壓力試驗要求。

        (5)測控系統(tǒng)。控制試驗設(shè)備的操作,準(zhǔn)確控制試驗溫度、試驗壓力,采集、測量、處理、顯示和存儲試驗參數(shù),并準(zhǔn)確測取壓力、壓差、溫度、流量、拉力、壓力等參數(shù)。

        8 結(jié)束語

        近年來氣舉采油技術(shù)的應(yīng)用范圍逐步擴大,我國氣舉技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域已從吐哈油田推廣應(yīng)用到塔河、塔里木、克拉瑪依、青海、玉門、長慶、冀東和中海油平湖等9 個油田和國外哈薩克斯坦、蘇丹等多個國家,并且隨著油田海外油氣業(yè)務(wù)的迅速擴大,氣舉工藝及井下工具技術(shù)的不斷提升將為我國在氣舉采油方面帶來更加廣闊的國內(nèi)外市場。氣舉采油井下工具測試系統(tǒng)的建成,將為未來氣舉新技術(shù)、新課題的研發(fā)提供強大的技術(shù)試驗平臺,通過研究試驗開發(fā)出新的氣舉技術(shù),并將成果應(yīng)用推廣服務(wù)于國內(nèi)外油田市場,以合理費用追求市場效益最大化,為低成本氣舉采油技術(shù)在油田現(xiàn)場廣泛推廣應(yīng)用打下堅實可靠的基礎(chǔ),大幅度提高氣舉技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用成功率,為油田帶來可觀的經(jīng)濟效益。

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