国外不压井作业机

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国外不压井作业机

陈蔚茜1　穆延旭2　付元强3

(11河南中原总机厂石油设备有限公司　21中原油田分公司　31中原石油勘探局)

摘要　不压井作业机可在井筒内有压力、有油气的情况下不压井进行起下管柱作业,实施增产措施和欠平衡钻井,能有效避免作业过程中压井对油层产生的污染,保护油气层,简化作业施工工序,提高生产效率,降低生产成本。介绍了目前国外应用较成熟的独立运作型不压井作业机、与井架(或钻机)配合使用的不压井作业机、与液压修井机配合使用的不压井作业机的功能、组成、作业过程及优点。给出了国外不压井作业机现场应用的2个实例。

关键词　不压井作业机　组成　功能　应用实例

不压井作业机是指用于在井筒内有压力、有油气的情况下不压井进行起下管柱作业、实施增产措施或进行欠平衡钻井的一种先进的作业设备。成套的不压井作业机作业效率高、工作安全可靠。在美国、加拿大及南美洲,每台不压井作业机每年可作业1000井次以上,均在不关/压井情况下作业,大大缩短停产时间,提高生产效益。

不压井作业机的应用领域

不压井作业机主要用于注水井、自喷井及天然气井进行常规起下作业和不动管柱分层压裂、酸化作业及完井作业。它能有效解决作业过程中压井对油层产生的污染问题,从而简化施工工序,提高生产效率,降低生产成本,既保护油层,又提高油气井产量。对于注水井,不压井作业机可以在不放液流、不泄压的情况下带压作业,既维持地层压力稳定又保证注水连续不间断。不压井作业机主要的应用领域有以下几方面。

(1)用于油气田的高产井、重点井。这些井的特点是产量高,地层压力也高,层间矛盾大,这些井应用不压井作业机进行修井作业可不用高密度压井液压井,从而减轻对地层伤害,减小层间矛盾,缩短产量恢复期,提高原油产量。

(2)用于注水井。不压井作业机在不放喷、不放溢流情况下带压起下油管,可解决污水排放问题,降低排污及污水处理成本,减少作业占井时间,提高注水井生产时效,防止局部地层压力损失。

(3)用于欠平衡钻井。可安全地实现地层压力高于钻井液柱压力,有利于保护低压油层,对于探井有利于油气层的发现。

(4)实现不压井状态下的分层压裂。利用配套管柱不压井作业机在承压情况下逐层上提分层压裂管柱实现分层压裂,避免使用压井液,不仅避免油层污染,也加快了施工进度。

(5)实现副压射孔完井。可以达到诱喷增产目的,特别是针对重点探井试油完井,可以更真实地反应地层情况。

(6)用于带压完成落物打捞、磨铣等修井作业。由于不压井作业机自身配有转盘设施,可带压完成落物打捞、磨铣等修井作业。

国外几种不压井作业机

根据不同的使用工况及装备投入,国外有多种不压井作业机,均具有独特的技术优势。

11独立运作型不压井作业机

不用修井机辅助作业的独立不压井作业系统是一种高效率且安全、经济的作业机。可在承压条件下通过弹性密封装置自主起下油管(图1)不需要井架或作业机配合,可独立完成作业服务。

这种不压井作业机一般由不压井作业井口装置、专用运载卡车、泵车、吊车、带拖车的采集车和配有交流发电机的值班房车等组成。

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2005年　第33卷　第1期

石　油　机　械

CHINA PETROL EUM MACHIN ER Y

图1　独立运作型不压井作业机

(1)不压井起下作业井口装置　包括动力源、

液压系统、油管起下液缸、液压大钳、液压卡瓦、

液压防喷器、储能器、上下工作台及梯子、逃生装置等。井口装置是连接为一体的独立系统(见图2),便于快速安装,并能整体吊装在卡车平台上进行运输

。

图2　独立运作型不压井作业井口装置

1—活动卡瓦;2—固定卡瓦;3—油管起下液

缸;4—环形防喷器;5—平衡卸压舱;6—快速更换防喷器;7—全封防喷器;8—半封防喷器

(2)专用运载卡车　一般为标准载重卡车,车

后部配有1台吊车,以满足起吊不压井井口装置。

卡车平台上有控制、操纵井口装置的控制板。

(3)泵车　配有三缸柱塞泵、油罐、管汇等。(4)带拖车的采集车　配有拖车式储罐、吊杆、游动钢丝绳等。

加拿大119型独立运作型不压井作业机系统起下油管柱深度大于3500m ,提升能力52913kN ,承压条件下起下管柱能力28911kN 。系统的主体设备是用于起下管柱的弹性密封不压井装置及1组Ⅱ型防喷器系统。配套1台12m 3罐的泵车,其三

缸柱塞泵在21MPa 压力下排量为0145m 3/min ,1

个19611kN 的采集车及油管拖车、2组远程控制的储气装置等。

这种不压井作业机工作过程是:先安装环绕井口的固定装置,以确保不压井装置的安全;然后安装Ⅱ型防喷器,不压井装置安装在防喷器之上并由固定装置可靠固定;19611kN 采集车带有索缆绞盘的22m 的桅杆,用于协助油管的起下;由泵车加压至21MPa 进行不压井装置和防喷器系统的压力检测。整套设备在抵达现场1～115h 之内可完成组装并工作。该系统可平均1min 把1根油管在不压井情况下下入井中,安全、快速进行3500m 井下作业,和其他钻井、完井、修井、固井、压裂、打捞、开窗、侧钻等设备完全兼容。

21与井架(或钻机)配合使用的不压井作业机与井架配合使用的不压井作业机的主体设备是一套专用的液压装置,在井架及其他井下作业工具配合下(液压大钳、钢丝绳和工具等)由起下油管液缸及液压防喷器装置等完成多种修井和钻井的带压操作,并保证现场作业人员安全。

这种作业机系统由动力源、液压系统、油管起下液缸、液压大钳、液压卡瓦、液压防喷器、储能器及氮气罐、上下工作台及梯子、逃生装置、泵车与罐车、值班房、油管平板车等组成。

井口装置为连接成一体的独立系统,可快速安装投入工作,并能整体吊装在卡车平台上运输。其中100型与井架配合使用的不压井作业机配置为:

(1)动力源　运载车发动机功率≥343kW 。发动机动力传递到齿轮箱,驱动液压泵,液压系统液压油箱安装在卡车上,防喷器控制采用防火胶管。

(2)油管起下液缸　提升能力98016kN 、带压作业载荷49013kN ,冲程大于2175m 。

(3)液压防喷器　其中有179mm 、35MPa 球型防喷器1个;179mm 、35MPa 单闸板防喷器1个;179mm 、52mm ×019mm 、35MPa 平衡器1个。防喷器能在H 2S 环境下可靠工作。

(4)液压大钳　最大工作扭距7kN ・m 。(5)液压卡瓦　适用外径为2514～13917mm (1～5∀−英寸)的油管或钻杆,承重98016kN 。

(6)工作台　上下工作台有安全梯子,工作台有工作护栏,有快速逃生装置,在工作台上可对井口装置进行操作,完成油管起下及对防喷器进行遥控。工作平台装有仪表板,可显示管子悬重、系统压力、防喷器压力、大钳压力、环空压力和井筒压力。仪表板有液压系统操作杆,可操纵液压缸、平

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