清洁修井作业关键技术及发展方向

清洁修井作业关键技术及发展方向

郑景强

胜利油田分公司油气井下作业中心孤东作业区 山东东营 257237

摘要:为了提高修井作业的清洁作业水平,使工人尽量远离恶劣的工作环境,在清洁修井作业方面做了探索和实践,取得了较好的效果,值得推广应用｡首先,应充分认识清洁作业技术的必要性和迫切性,这既是法律法规的要求,也是企业健康发展的迫切需求,还是企地融合发展的必由之路｡

关键词:修井作业;清洁作业;关键技术;发展方向

从油井作业的特点来看,工序复杂､技术性要求较高是其最为明显的特征｡并且从现阶段油井作业中出现的问题来看,由于一系列的不合理操作､技术性操作等问题导致了安全事故频发,这严重影响了油井作业的进度,降低了油井的产量｡另外,由于我国的油井开采时间较长,许多开采作业由于年限较长､经验落后等问题,事故的发生率也呈现出了急剧增长的态势｡

1油水井的修井作业技术简介

从修井作业的积极作用来看,采取合理的修井手段和措施,能够保障油水井得以及时的维修｡在当前阶段的修井作业中,主要包括打捞作业､套管修补､水力压裂和酸化技术等内容,每一项作业的质量都会影响着油水井的修补质量｡为此,在进行油水井修补作业的过程中,工作人员必须要对每一环节给予足够的重视度,从而有效提升油水井的运行效率｡

借助修井作业实现油井的正常运行之后,井下卡钻事故也能够得到有效的解决｡如果在修井作业时,发现了井体中存在潜在的事故,也可以通过修井的方式得以解决,使得油水井保持在稳定的运行状态,方便油田开采工作的开展｡在当前阶段,油水井的维修技术主要包括了清洁､复合､绿色三种主要的修井技术｡

其中清洁修井技术主要指的是在开展修井作业之前,对于井下的工作环境开展洗井工作,为后期的工作创造良好的工作环境｡完成清洁修井工作之后,必须要保障井眼的干净､无多余的污染物｡复合修井技术主要指的是在进行修井时,结合必要的修井工具,有效的提升修井的工作效率,保障油井的正常运行｡绿色修井技术是近年来新兴的一种修井技术,其主要是利用了现代化的生产理念,将绿色环保的生产技术､生产工艺､设计方式､环保材料等运用到修井作业中,从而降低井底污染物对外界环境的影响｡

2模块化组装式清洁修井作业技术

2.1井口清洁修井作业装置

2.1.1多功能井口操作平台

针对修井作业中井口溢流及管杆内外壁粘附油污等诸多问题,研制了具备井口集液､返出液回收功能的井口集液操作平台｡主要由防滑踏板､升高短节､废液收集罐､可升降支腿､导流管线､扶梯和护栏等组成｡多功能井口操作平台总体外形尺寸为2450mm×2400mm×620mm,升高短节上下法兰可与修井作业常用的SFZ18-35､SFZ16-21防喷器连接,操作台采用网状防滑踏板形式以便油水可落入废液收集罐内,废液收集罐采用漏斗形结构,可将废液通过导流管线排至套管或外排罐,操作台面的边缘插有高为1.2m的防护栏,并且可方便拆装｡井口集液操作平台的总承重0.7t｡

2.1.2全通径抱紧力可调闸板式油管刮油刮蜡装置

该装置总体结构为带上下法兰的圆柱形筒体结构:腔体通径为180mm,上下法兰为双排孔两用结构,螺孔距分别为310mm和403mm,这种双排孔法兰方便和修井作业常用的两种防喷器连接;主筒体上有4个对称的抱紧力调节机构,调节机构是本装置的核心组件;每个带内螺纹的轴套焊接在主筒体上,带外螺纹的空心调节轴与轴套内螺纹相旋合,尾端带凸台的推拉杆插入到空心调节轴内,和空心调节轴内的凸台挂接,调节弹簧套装在推拉杆上,推拉杆另一端与闸板挂接｡

作业时将该装置安装在多功能井口操作平台升高短节上,上提管柱前,根据油管的外径尺寸,通过转动手柄,右旋空心调节轴,调节轴压缩弹簧,弹簧压缩闸板及刮油橡胶件,空心调节轴的旋入量就决定了刮油橡胶件对油管的抱紧度,使一､二层橡胶件的抱紧力适度即可｡当提下大直径工具及不用对油管进行刮油刮蜡时,左旋空心调节轴,空心调节轴后退､释放弹簧,空心调节轴的凸台挂住推拉杆的凸台,将推拉杆向后拉动,推拉杆又拉动闸板和刮油橡胶件向筒体内收缩,直至刮油橡胶件全部缩回筒体内,使装置的通径达到180mm,便于大直径工具顺利通过｡当过油管节箍或管柱摆动时,刮油橡胶件在弹簧的弹力作用下可以保证紧贴油管外壁,可以将油管外壁的油､蜡刮干净｡

2.2井场清洁修井作业装置

为防止摆放在管杆桥上的管杆外壁油､水滴落或地清时油､水､蜡落地造成污染,在管杆桥前后设计了两个废液储集罐,具有废液收集功能:前部废液储集罐外形尺寸9200mm×1600mm×825mm,中间设有一个3m3清水罐,具有井控灌液功能;后部废液储集罐外形尺寸9200mm×1800mm×825mm,一侧有可竖起的挡板,阻挡地清时从油管尾部喷出的油､水､蜡向后喷洒,使其直接落入罐内｡两罐之间配备废液收集泵,可以将前后两废液罐内的油水泵入集输系统内,也可泵入罐车内,拉运至联合站回收｡三级管桥之间用接油彩钢板搭建成中间高两边低的“人”字形,铺满整个管桥下方,以便油､水流入前后罐内,实现原油不落地。

3一体化整装式清洁修井作业技术

3.1整体结构及性能

该装置主体结构主要由动力猫道(管杆承接装置)､存储管箱(管杆移运及存储装置)､排污系统(油污收集及排出装置)､控制系统(管杆测量控制装置)等部分组成｡动力猫道用于完成将管杆从井架至管箱及管箱至井架的移运功能;存储管箱用于完成油管及抽杆的存储功能;排污系统用于完成修井过程中的废液存储及废液排出功能;控制系统由井口操作箱､控制柜组成,用于完成各设备的自动控制及油管长度测量｡

该装置利用计算机技术,通过物联网技术将位置传感器､液位传感器､速度传感器等进行数据采集处理,进行信息交换和通信,实现智能化识别､定位､跟踪､监控和管理｡可实现自动承接管杆､自动移运管杆､自动存取管杆､自动管杆长度测量和累计管杆长度､换管杆､自动回灌､油污不落地等环保作业功能,提高了自动化控制程度,将操作人员从重复性劳动中解放出来,提高了修井效率,减轻了人员劳动强度,并便于搬运安装,适应野外工作条件｡

3.2存储管箱及排污系统

存储管箱为一体化设计,由管箱主体､多层旋转油管存储架及油杆存储架架､管杆移运系统､废油收集箱等组成｡存储系统每存储层有3个支撑管架,每层由两侧共4组支撑悬臂梁组成,悬臂梁上布置有限位装置,其中油杆限位50mm,油管限位100mm,完成管杆分层定位存储的功能｡放置油杆的管架位于箱体下部,共5层,每层40个杆位｡放置油管的管架位于箱体上部,共10层,每层20个管位｡管杆存储自下而上逐层摆满,每层摆满之后将上一层管架旋转90°即可以进行上一层管杆存储,直至管箱摆满｡移运系统由双水平传动机构､双竖直传动机构,抓取装置组成｡水平传动机构采用链条齿轮传动机构,竖直传动机构采用齿轮齿条传动机构｡管杆抓手采用电磁铁抓取方式,灵活度高｡移动系统采用伺服位置控制提供精准定位,使两个不相连的机械轴同步精确定位到每一个抓取位置｡待机时,3组管架收起锁定,方便移运｡作业时,油杆先从井筒提出后再下入井筒,放置在下层;油管后从井筒提出,先下入井筒,放置在上层｡

4油水井带压修井作业技术的发展趋势

从现阶段的带压工作面临的问题来看,科研能力不足是现阶段面临的较为突出的问题｡为此,国家､政府和企业部门都要加强对科研人员开展工作的支持度,为科研人员的科研工作创造良好的环境,并且提供人才､技术､资金支持,保障科研人员能够全身心的投入到科研工作中｡另外,在政府层面,要鼓励相关的工作人员进行科研,使得他们对科研工作､科研的重要性有正确的认识,能够自愿的参与到科研工作中｡在企业方面,要设立相应的奖励激励机制,激发科研人员开展科研工作的动力,为他们提供住房､资金､保险支持,从多个角度激发科研人员的工作热情,从而有效的提升我国的修井技术｡

5结语

从总体来看上,修井作业对于油水井作业的安全运转､油田的产量方面等都发挥着重要的作用｡为此,相关的工作人员需要不断加强研究,充分利用现代化的各项技术和设备,提升修井工艺,为油田企业创造出更高的经济效益｡

参考文献:

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[2]王书武,王革.油水井修井作业工艺技术研究[J].化工管理,2019(12):196-197.

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