大四通多功能井喷封堵装置研制
2010-10-18甘宝安刘金环张子佳
谢 华,甘宝安,刘金环,谢 青,张子佳
(大港油田a.生产运行处;b.石油工程研究院;c.信息中心;d.矿区事业部,天津300280)
大四通多功能井喷封堵装置研制
谢 华a,甘宝安b,刘金环c,谢 青d,张子佳b
(大港油田a.生产运行处;b.石油工程研究院;c.信息中心;d.矿区事业部,天津300280)
大四通多功能井喷封堵装置是一种针对采油树大四通本体部位发生刺漏而进行快速封堵抢险的一种专用装置。该装置完善了油气井井喷快速封堵抢险工具系列,为井口本体损坏后快速封堵抢险工艺技术提供了一种新方法。
大四通;多功能;井喷;封堵装置
油田常用的 KY65-21型井口装置(俗称250采油树)在长期生产使用中,由于大四通在铸造过程中气泡倾向增大、流动性差等原因,不同程度地存在含夹渣,气泡等缺陷,工作环境恶劣及受外力作用,相当于热处理工艺时效处理,把铸造内应力逐步释放出来,使其组织发生变化。另外,因地下情况复杂、地层变化、工作压力发生突变(增大)等,井内液体从缺陷刺漏,控制不当极易形成井喷。由于没有相应措施,会使井喷难以控制,造成恶性井喷事故。
通过对油田数次发生井喷事故的原因和处理措施分析,为了能够及时、有效地处置井口大四通刺漏而发生井喷事故,进行了油、气井采油树大四通本体损坏后封堵井口专用装置的研究,研制了大四通多功能井喷封堵装置。
1 结构及工作原理[1-6]
1.1 结构
大四通多功能井喷封堵装置由采油树大四通、上支撑板、主体固定螺母、调节螺母、绞杠、主体、下支撑板、卡瓦体和密封体组成,结构如图1。
图1 大四通多功能井喷封堵装置结构
1.2 工作原理
在发生刺漏或井喷时,首先查明刺漏或井喷的位置是在大四通本体还是在左、右套管出口,明确刺漏位置后选择相应的密封体。先更换密封体与过渡连接体连接的4个M10螺拴,拧紧螺栓后与丝杠连接,然后在上、下法兰各启用2个法兰螺孔,2个螺孔夹角150°。安装上、下支撑板,先将下支撑板与底法兰连接的2个M30螺栓拧紧,再安装上支撑板并将2个M30螺栓拧紧。安装主体前应避开刺漏或井喷的位置,把主体底部的键安装在下支撑板键槽内,再安装上支撑板内调节螺栓,调整好间隙后拧紧调整螺栓,再调整密封体高度使之与刺漏或井喷的位置对齐,并用绞杠将密封主体压向刺漏或井喷的位置,封住刺漏或井喷,如井喷压力大或刺漏过大,可在压井液中加入橡胶球等物压井控制井喷事故。
1.3 技术参数
2 施工安全措施
a) 发生井口大四通刺漏或井喷事故时要迅速采取针对性措施,以减少损失和环境污染,降低大四通井喷刺漏受损程度,避免因井喷时间过长而导致的井口大四通主体被刺断使事故扩大。
b) 刺漏或井喷时,要根据刺漏的位置选择相应的密封体。密封体主要有3种类型,即针对井口大四通主体部位专用密封体、井口大四通主体左侧与套管连接部位和井口大四通主体右侧与套管连接部位专用密封体。
c) 按照井喷抢险施工安全要求处置井喷事故,采用大四通多功能井喷封堵装置抢险时,现场操作人员原则上不要超过3人,要站在上风向,并需要消防设施配合抢险。
3 试验
在对该装置进行结构和受力分析的基础上,进行了数十次室内和现场试验,达到了国内油气井井喷快速封堵抢险要求。
4 结论
1) 采用大四通多功能井喷封堵装置能及时、有效地控制油气井井口大四通刺漏和井喷事故,缩短井喷事故的处置时间,减少因事故带来的经济损失,同时能增强抢险人员的施工安全性,降低事故对环境和社会的不良影响。
2) 室内和现场试验证明,该装置具有针对性强、结构简单、安全可靠、可循环使用等特点,符合现场抢险要求,具有很高的实用价值,已获得国家专利,可在全国各油田推广应用。
3) 该装置完善了国内油气井井喷快速封堵抢险工艺技术,使油田处理该类井喷事故的能力得到了进一步提高,安全生产得到进一步加强。
[1] 《机械手册》编委会.机械设计手册[K].北京:机械工业出版社,2004.
[2] 刘鸿文.材料力学[M].4版.北京:高等教育出版社,2004.
[3] 王子磊,綦耀升,宋忠坤,等.修井用双闸板防喷器的选型设计[J].石油矿场机械,2008,37(8):58-61.
[4] 王媛媛,李 俊,赵志斌,等.手动电缆剪切双闸板防喷器的设计开发[J].石油矿场机械,2008,37(8):64-67.
[5] 肖力彤,宋振华,郑 泳,等.Cameron结构的防喷器壳体有限元分析[J].石油矿场机械,2010,39(2):38-40.
[6] 王锡洲,付玉坤,朱海燕,等.闸板防喷器胶芯密封及损坏机理分析[J].石油矿场机械,2010,39(2):16-18.
TE931.1.
B
1001-3482(2010)10-0087-02
2010-06-28
项目来源:实用新型专利(ZL201020122077.3);国家发明专利(ZL201010114240.6)
谢 华(1961-),男,山东沂水人,高级工程师,主要从事石油工程应急技术研究及管理工作。
