井下作业提升系统分析研究

狄帅(胜利油田滨南采油厂作业大队作业19队 山东 滨州 256600)

根据现场实际和统计数据表明，在井下作业提升系统中，最容易出现问题的就是井架和地锚桩两个部分。目前井下作业提升系统工作主要在恶劣的野外环境中，而且作业的位置不固定，一口井作业完毕后，井下作业的提升系统需要拆卸，当进行下一口井作业时，再将井下作业提升系统安装好，在反复的安装和拆卸的过程中，容易对井下作业提升系统装置造成相应的破损，导致了井下作业系统提升装置中存在各个各样的缺陷，井下作业提升系统的缺陷大大的降低了作业提升系统工作的稳定性和安全性，给提升系统所能够承载的载荷产生了巨大的影响，给井下作业提升系统带来了潜在的安全威胁。如何准确的判断井下作业提升装置承载能力，确定井下作业提升系统装置的安全等级，是目前需要重点研究解决的问题。在井架设计理论与安全分析时，通常会假设井下作业提升系统各个构件是完好的，没有相应的缺陷，在安装的过程中也满足设计的要求。这和现场井下作业提升系统的实际有一定的差异。由于井下作业提升系统的复杂性，缺陷种类各个各样，到目前还没有得到准确的分析判断方法，在实际的分析过程中，主要通过对现场的井下作业提升系统进行实际测量及测试，通过实际测量的结果进行有针对性的，对井下作业提升系统进行分析与评价，这种方法更具有实用性和针对性。

一、井下作业提升系统井架测试分析

通过测试分析可以得到井下作业提升系统承载能力和安全性，开展相应的分析与实验，结合实际井架提升系统工作条件，从而得到提升系统井架最大承载能力和适用的条件。井架测试的基本工作原理是，当井架受到外界的载荷之后，井架会发生相应的变形，变形的大小和载荷的大小有关，载荷越大，变形越严重。通过利用应变计的方法，可以测量出井架中某个点的变形的大小。根据井下作业提升系统的结构特点，合理的将应变计布置到井架构件中，井架构件在外力的作用下，会发生变形，此时应变计的电阻值就会发生相应的改变，再利用电信号的处理装置，将应变计电阻的变化情况放大，并且表示处理出来，这样就得到了外力的大小和井下作业提升构件的变形的关系，从而为后续的理论分析和安全评价奠定基础。

在前期研究以及取得的成果的基础上，经过不断的改进，在井下作业提升系统井架的测试过程中，可以在作业井架上采取分层设置测量点的方法，重点的分析井架第一层横梁的结构强度和安全性。和常规的大型钻井井架相比较，井下作业提升系统的井架结构相对的简单一些，因此可以适当的减少测量的点。应变片都具有特定的灵敏系数，应变片的性能直接制约着测试的准确性，因此需要尽量的选取灵敏度高的应变片，在使用之前要进行应变片的校正，保证应变片的灵敏度系数在测量仪器要求的范围内，在使用的过程中，只需要将测量仪器的中灵敏度系数和应变片的灵敏度系数调节成相同即可。应变片的电阻会随着外力的改变而改变，同时温度的改变也会影响到应变片电阻的变化，为了能够消除温度对于应变片电阻的影响，在测量电路系统中，安装温度补偿装置，利用该装置可以消除温度的变化对于应变片电阻的影响。测试系统在测量的过程中难以避免的会存在误差，误差主要分为系统的误差和测量的误差，系统误差和设备的精度、测量的方法等有关系，系统的误差是不能够避免，只能够通过间接的方法进行修正或者改进。测量的误差主要是由于测量人员的疏忽造成的误差，测量误差出现的概率满足概率统计分布规律，通过利用多次测量取平均值的方法，可以有效的减少测量的误差。二、井下作业提升系统井架安全性影响因素

井下作业井架在工作时，会面临到各种各样的腐蚀和损害，包括拆卸和安装过程中造成的损害，恶劣的天气对于井架的损害和腐蚀，导致了井下作业井架存在着各种各样的缺陷。井下作业井架的变形，当井架系统安装完毕后，就会存在井架系统的变形，即使是新井架在安装完毕后，也会存在一定的变形，只是变形的量较小。随着井架工作年限的增长以及反复的拆卸和安装，井下作业的井架系统的变形量会不断的增大，如果变形的量过大，将会影响到井架整体的强度。杆件构件的弯曲也是影响到井架安全性的重要因素，井下作业井架系统中，杆件构件弯曲的数目和弯曲的程度是衡量井架性能的重要指标。在井下作业提升系统实际应用中，由于作业井架支腿的弯曲而造成井架系统强度下降的现象，已经非常的普遍。井架的腐蚀也是影响到井架安全性的重要指标。节点强度的大小直接会影响到井架整体的结构强度，节点的强度主要包括各个部件的焊接处和螺栓螺母连接处的强度。井下作业提升系统井架整体的受力平衡性，也会影响到井下井架的安全性，在井架的设计时，设计非常重要的一个标准是，整个井架所受到的力要平均的分不到四个支腿上，但是在实际的安装使用过程中，由于地形、井架本身结构等原因，井架四个支腿受力的不均匀性，造成了系统的偏心，系统的偏心会大大的影响到井架工作的稳定性和安全性。通过以上对影响到井架安全性的影响因素分析，为以后作业井架的设计和使用奠定了基础。

结束语

井下作业是油田持续高效生产的重要的保证，井下作业提升系统是完成各项井下作业任务的基础，井架作为提升系统的核心部件，其工作的稳定性和安全性需要重点的研究。当井架受到外界的载荷之后，井架会发生相应的变形，变形的大小和载荷的大小有关，载荷越大，变形越严重。应变片的性能直接制约着测试的准确性，因此需要尽量的选取灵敏度高的应变片，在使用之前要进行应变片的校正。井下作业井架系统中，杆件构件弯曲的数目和弯曲的程度是衡量井架性能的重要指标。

[1]裴峻峰等.评估石油井架工作寿命及可靠性的新方法[J].石油机.1997,25(5):17-18.

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