集成式作业平台的研制
2015-08-18任国芳
任国芳 于 雷
(1.渤海装备辽河重工;2.中油辽河油田公司钻采院,辽宁 盘锦 124010)
集成式作业平台的研制
任国芳1于雷2
(1.渤海装备辽河重工;2.中油辽河油田公司钻采院,辽宁 盘锦 124010)
对高温不压井作业功能模块及高温不压井作业的意义加以阐述,并重点介绍了集成式作业平台的结构设计方案。
不压井作业;高温;作业平台;集成式
辽河油田位于辽河下游之渤海湾,以稠油为主,其主要采取热采的方式进行开采,包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD等。随着油田开发进入中后期,油藏保护和安全环保要求的提高,对作业过程的高温不压井技术提出了迫切的需求。高温不压井作业技术除具有保护油层的作用外,还具有保护地下温场、节约注汽资源、提高开采效果的作用。
目前国内外的常温不压井技术和设备已成熟,其设备按运载方式分为车载式和撬装式;按配套方式分为独立式和辅助式;按作业时密封方式分为动密封和静密封;按一次提升管柱行程分为长冲程和短冲程。但高温不压井技术还处于研究阶段,辽河油田经过多年研究和试验,在工艺需求分析和功能模块设计的基础上,借鉴常温不压井设备,将各功能模块合理的组合成一体,研制出了用于高温不压井作业的集成式作业平台,实现了安装运输方便、作业安全的要求。
一、高温不压井作业功能模块
高温不压井作业的功能模块主要包括以下4个部分。
1.井口防喷系统:用于井口防喷及作业中的环空密封,包括上环形防喷器、全封闸板防喷器、固定卡瓦、下环形防喷器及三闸板防喷器等防喷器组。
2.冷却系统:用于对起出管柱降温。
3.举升装置:用于起下管柱时举升管柱及下压管柱、防上顶。
4.作业平台:用于整体系统的支撑及稳固,承载井口设备和作业人员,并提供有效的操作空间便于作业人员作业。
为了满足安全高效的作业需要,便于安装、运输、作业,进行了集成式一体化设计,将以上几部分集成为一体。
二、作业平台结构方案
作业平台的集成式一体化设计方案如图1所示。
图1
首先井口防喷系统的防喷器组串联在一起,冷却系统设置在上环形防喷器和下环形防喷器之间。井口防喷系统放置在中心位置,两侧为举升装置,井口防喷系统通过下横梁、油缸固定卡固定在举升装置上。举升装置的两举升油缸、上游动横梁和下横梁构成一个稳固框架。最后由作业平台的四立柱作为外框支撑,井口防喷系统和举升装置都放置在四立柱内,通过下横梁和环形防喷器固定卡进行固定。此外,上工作平台也由四立柱完成支撑固定,四立柱下部为液压支腿,用于调节作业平台的高度和平衡。作业平台的附件包括爬梯、油管坡道、逃生滑道等。基本参数为:总高6615mm、护栏高度1200mm、举升油缸行程3500mm、作业平台尺寸3150mm×2500mm、举升及下压能力为上提60t、下压40t。
为了满足整体运输需要,设计专用运输橇,需要运输时将整体作业平台放置在运输橇上,如图2所示。
三、分析试验
为了保证结构的合理性和作业的安全性,设计时采用SolidWorks软件进行结构设计,并应用有限元分析方法对关键部件进行动力学分析与可靠性研究,最终确定了该设计方案。
该集成式作业平台试制成功后,已在杜84-61-23井和杜813-38-55井进行了现场试验,试验取得了圆满成功,验证了该作业平台的实用性。
四、结语
1.集成式作业平台成功的将各功能模块集成为一体,结构合理、安全可靠,实现了创新。
2.集成式一体化作业平台可整体运输、整体安装,提高了使用效率,降低了成本。
3.通过详细的设计分析和现场试验,验证了集成式作业平台的实用性,完全满足高温不压井作业需要。
图2
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TE935
B
1671-0711(2015)08-0056-02
十二五国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2011ZX05053)资助
(1975-),女,工程师,毕业于江汉石油学院机械设计制造及自动化专业,现从事油田钻采设备的开发。
(2015-07-16)