大庆外围油田井下作业环保技术

针对大庆外围油田井下作业特点,研制、应用相关环保技术装备以解决污染问题。主要研制了轻便型井口防喷器、滑套式泄油器、泵下开关、水井防喷堵塞器、污油污水综合回收处理装置、油水井管杆自动清洗装置、井口循环接油盘、油管清蜡池和水井污水回注干线装置。这些技术在大庆外围油田的部分区块进行了应用,取得了很好的效果,为完全实现井下作业环保施工打下了坚实的基础。     

防井液外泄及收集装置

对于地层压力较高或天然气含量较高的油井或注水井,由于液面较高,在油田油水井作业过程中时常会有溢液或喷液现象,溢出井液会对作业现场及周边环境造成污染。研制开发了适合油田油水井作业的防外泄集油装置。油管内液体外溢采用封堵器进行封堵,油套环空内的液体外溢采用井口直接收集的处理方法,实现了井口溢液的回收利用。     

油水井施工用防喷双流器

作业施工过程中进行冲砂、刮蜡、刮削、通井等工序时，污油、污水从油管内喷出，造成作业施工现场的环境污染，同时排放的污油、污水很难清理回收，大大增加了作业施工后现场清理的工作量。大庆油田采油一厂研制的油水井防喷双流器，其结构简单、使用方便、成本低廉，结构主要由承压上部、承压下部、密封圈、调节器、弹簧等组成。工作原理：当正流时，泵入液体压力作用在承压下部，     

新型可带压作业抽油泵的研制与应用

针对文留油田自喷转抽井抽油作业过程中敏感性地层易受入井液污染,导致渗透率下降,采收率降低的问题,研制了新型可带压作业抽油泵。该泵主要由泵上接头、泵筒、柱塞总成和防喷装置总成等组成,是在普通泵的基础上增加了带压作业防喷装置,能够较好地防止下泵过程中出现的井喷及溢流。文留油田的现场应用效果表明,该泵施工成功率100%,具备操作简单、施工省时省费用、减少洗井液对油井污染等特点,值得大面积推广应用。     

油水井小修作业配套井控装置的研制与应用

根据油水井小修作业现场需要,研制应用了小修作业配套井控装置,包括轻便快速防喷锥阀和小修作业防喷井口.轻便快速防喷锥阀由多用加重接头、提升短节、开/关变扣、锥阀体、密封圈、复位弹簧、油管挂、锥阀芯及多用变扣组成.小修作业防喷井口主要由防喷器主体、闸板密封总成、丝杠密封总成、端盖密封总成4部分组成.应用表明,油水井小修作业配套井控装置结构紧凑,尺寸小,质量小,安装方便,操作快速,可以及时解决油水井小修作业中的井控防喷问题,还可以有效降低井口高度,使工人在井口操作更安全、方便.     

高压油水井带压作业工艺研究

高压油水井带压作业工艺适用于油套压力在20MPa以下的油、水井带压施工作业，不压井、不放喷、带压安全起下管柱。该装置由油管堵塞器、井控密封系统、加压举升系统、附属配套系统、液控操作台及相应工具组成。该装置成功地解决了油套环空及油管内部的密封问题，实现管柱带压作业。该工艺技术在大庆、吉林等油田成功地完成了450口井的带压维修作业，取得了较好的经济效益。     

抽油机井不压井防喷管柱的研究与应用

为了解决大泵抽油机井检泵作业时井内丢手开关密封不严、井内溢流无法控制及不压井无法施工等问题,研制了不压井防喷管柱。管柱主要由封隔器、锚定卡瓦、捅杆和控液开关等组成。管柱中的封隔器通过锚定卡瓦锚定管柱后压油管释放封隔器密封油套环空,控液开关和捅杆配合,通过控液开关里的防喷浮子控制套管出液。二次作业时,捅杆提出控液开关后,控液开关关闭,实现井内无溢流作业。该管柱现场应用15口井,封隔器坐封、丢手均一次性成功,控液开关防喷浮子关闭自如,且能长期使用。现场应用结果表明:不压井防喷管柱节约了作业费用,缩短了施工井的占井周期,保护了油气层,具有良好的应用前景。     

内置式井口防喷装置的研制及试验

注入井测井井口防喷装置是测井施工中的关键装备,目前常用的是橡胶密封式防喷装置.在测井过程中,橡胶密封垫子磨损,发生泄漏,却无法对密封垫进行压紧调整或更换,导致溢流量达不到施工规范要求.为此研制了内置式井口防喷装置,在橡胶密封式防喷装置的基础上,增加了内置防喷盒、推进器总成、分离总成结构,实现了内置防喷盒井口坐封、防喷管内降压、防喷管与井口分离功能.现场试验表明该装置的测井溢流量控制效果十分理想.     

江苏油田注水井套管软密封保护技术

针对注水井套管腐蚀严重的问题,在注水井油套环空某一指定位置使用化学剂形成一个环状黏弹性密封塞,同时筛选适合油田实际情况的防腐剂、杀菌剂,配制相应的套管保护液,以保护油套环空。该技术具有施工简单、隔离性能好、有效期长和可用于套管变形井等特点。通过在江苏油田15口井的现场应用,工艺成功率100％,有效解决了污水回注井油套环空防腐困难的问题,降低了油套环空的腐蚀速度,延长了油、套管使用寿命。     

液压起升防喷装置的研制及应用

针对油田注水井测试过程中井内注水压力高、防喷装置井口安装难度大、钢丝铠装电缆在注水井高压水密封处产生喷漏等难题,研制了液压起升三级防喷装置。该装置主要由液压起升系统、液压防喷系统和电缆传动系统组成。装置有效解决了注水井安装防喷装置需配备吊车,费时费力的问题;采用手压泵控制三级液压密封,解决了井口防喷装置喷漏的问题。胜利油田现场应用表明,该装置提高了注水井分层测试的安全性和测试效率,能够及时准确地录取水井测试资料和根据开发要求进行分层调配,为油田开发提供了可靠的手段。     

XZ-11-05型旋转防喷器

针对油水井大修过程中井口没有可靠的密封装置，许多高效率的工艺无法正常实施的问题，胜利石油管理局采油工艺研究院研制出一种能可靠密封旋转钻具和油套环空的XZ-11－05型旋转防喷器。这种旋转防喷器采用新型材料胶心及独特的内部和外部结构，具有安装使用简单、胶心更换容易等特点。给出了防喷器的主要结构参数和性能参数，介绍了工作原理与结构特点，总结了现场的应用效果。实践表明，XZ-11-05型旋转防喷器旋转平稳，过接箍性能良好，能可靠密封方钻杆。     

抽油机井可环空测试井筒防喷技术

为了解决抽油机井检泵作业过程中井液喷出污染环境的问题,满足生产时不动管柱过环空测试的需求,开展了可环空测试井筒防喷技术研究。通过研制Y445封隔器、阀芯式井下开关等核心工具,与抽油泵、捅杆形成防喷工艺管柱。生产时,阀芯式井下开关开启,最小内通径?36 mm,为测试仪器起下提供了中心通道;检泵作业时,下放泵抽管柱时关闭阀芯式井下开关以实现井筒防喷。利用有限元模拟分析了0~25 MPa不同套压下工艺管柱的密封性能和锚定性能,最高防喷压力28.4 MPa,防上顶力不小于422 kN。室内实验结果表明,工艺管柱在25 MPa套压下安全可靠。该技术在大庆油田现场试验了5口井,二次检泵作业2口井,施工全程井口无溢流,过环空产出剖面测试仪器通过顺畅、无卡阻,实现了抽油机井不压井检泵作业和不动管柱过环空测试。     

机抽井口防喷器自动化改造与应用

目前注氮气三次采油技术是某油田缝洞型碳酸盐岩油藏提高采收率的重要手段,随着注氮气轮次增加,气窜问题严重,部分油井机抽生产期间油压由0.5 MPa迅速上升至近30 MPa,给现场生产带来较大井控风险。为此,在常规42 MPa手动双闸板防喷器基础上对采油液控系统、液压双闸板防喷器执行机构、抽油机液压刹车装置等进行自动化改造,实现数据联锁和远程控制,其中液控装置以及执行器均采取可拆卸设备组合而成。改造后的装置可根据油压变化自动控制抽油机停机、防喷器关闭等动作,并反馈防喷器状态等数据信息,通过信息自动化手段实现注氮气井远程实时监控管理、压力异常快速响应处置,提升了现场安全生产水平。现场应用结果表明,该装置在井口油压超过设定值情况下,实现超压自动停机、液压自动刹车、液压自动关闭防喷器等功能,有效减少环境破坏、产量损失,杜绝井喷事故,具有较好的推广前景。     

GZF高压注水井口测试防喷器的研究与应用

针对高压 (2 5MPa以上 )分层注水井进行井下分层流量测试时 ,上顶力大 ,仪器下井困难 ,井口喷漏严重 ,测试工人劳动强度大等问题 ,研制了GZF高压注水测试井口防喷器。这种防喷器采用节流降压原理进行设计 ,主要由自动输送钢丝装置、节流降压密封装置和防喷管总成 3部分组成 ,是一种用于高压注水井下测试和投捞调配的井口辅助工具 ,具有井口防喷和输送钢丝两大功能。现场试验证明 ,该防喷器结构紧凑、安装使用方便、密封可靠 ,使用井口压力可达 35MPa,自动化程度高 ,可保证仪器顺利下井 ,同时还将高空人力手送钢丝改为远距离自动输送 ,操作灵活、简单安全。特别适用于低渗高压分层注水井的井下测试和投捞。     

钻井作业井喷抢险装置设计

针对目前钻井作业过程中出现的井喷失控事故,设计了井喷抢险装置。该装置在远程控制下能够与光套管连接并且能可靠封闭井口,提高了井喷抢险作业的安全性。井喷抢险装置主要由支撑系统、生根系统、起升系统、对中系统、封井系统和套管卡紧系统组成。作业过程:支撑架将井喷抢险装置支撑在井口,支撑架上的液压缸推动固定架向前运动,当到达指定位置后生根系统卡紧套管本体,实现井喷抢险装置的生根;在对中系统的作用下,封井系统在水平面内前后左右运动,使封井系统的轴线与套管的轴线共线;升降系统带动封井系统下降,到达指定位置后封井系统停止运动;关闭环形防喷器和全封闸板防喷器,分别封闭封井系统与套管间的环空空间和套管内孔。对各系统进行了详细的结构设计并且利用ABAQUS有限元软件对关键零部件进行了有限元分析。分析结果表明,装置的强度与刚度均满足要求,针对目前钻井井喷事故中抢喷时间长、作业危险性高的现状,井喷抢险装置能够快速与井口光套管连接,及时制止井喷,可封闭压力达35 MPa的井口。     

小通径环形封井器的研制与应用

针对现有抽油杆防喷器不能满足油井带压作业的问题,研制了一种安全性和可靠性较高的小通径环形封井器。该封井器主要由壳体、球形胶心、活塞、活塞压盖和上压盖等组成,它结构简单,更换胶心方便,液压控制,操作简单便捷;胶心外表为球面,受力均匀,动静密封压力高,可密封不同直径的抽油杆杆柱。试验及应用表明,该封井器能满足现场带压起下抽油杆的要求,性能可靠,可操作性强,性能指标达到了设计要求。     

埕岛油田油水井安全控制系统

为了确保海上油田油水井的安全生产 ,在胜利油田埕岛浅海油田的 2 31口井上都安装了安全控制系统。这种控制系统的地面部分由地面控制盘、井口安全阀、温度控制装置和压力控制设备等组成 ;井下部分由液控管线、井下安全阀、各种环空封隔器、排气阀和定压阀等组成。其原理是利用连续液体压力传递方式 ,将地面控制盘的液压力通过特殊管线传给井下安全阀等控制装置。紧急情况下 ,由控制系统关闭油管和油套环空的油流通道 ,达到安全控制的目的。该控制系统可用于注水井、电动潜油泵井、螺杆泵井和自喷井 ,现场使用成功率达 10 0 %。其配套装备与国外产品相比 ,具有操作简单、适应性强、维护方便和价格低廉等优点     

BKR热采井口装置研制及推广应用

热采井自喷能力不足时需下入有杆泵抽油管柱,更换采油井口装置,增加了压井,更换井口以及下管柱的时间和成本,增加了井底的热损失,降低了注汽热采效果。为此,研制了BKR热采井口装置。该装置在设计上增加了BOP组合阀及双级光杆密封器,并改进和完善了油管头、阀门,在不动作业设备的情况下,可进行多轮次注汽、采油,实现注汽、焖井、自喷、有杆采油全过程的一体化。产品在叙利亚那塔卡油田应用表明,采用该装置后油井的平均吞吐周期延长28.6%,周期产液量增加44.9%,目前已累计增油1.58×104t。     

应对深水井喷的简易防喷器应急技术研究

为有效解决深水井喷失控问题,研究了简易防喷器应急技术.采用预先危险性分析方法评估了简易防喷器作业风险,建立了隔水管-简易防喷器-导管耦合系统力学模型,研究了简易防喷器组合类型和配置方案的确定方法.以南海深水某油井为例,研究了顶张力、钻井船偏移、海流和关井压力对简易防喷器作业性能的影响,并基于极差分析和方差分析方法确定了影响简易防喷器作业性能的主要因素.研究表明,简易防喷器闸板数量对导管应力影响较小,为提高简易防喷器系统的可靠性,可选取五闸板简易防喷器;影响导管最大等效应力的因素依次为钻井船偏移、关井压力、海流流速和顶张力.根据简易防喷器应急技术研究结果进行应急预案制订和现场作业设计,可保障深水井喷应急作业的安全开展.