井口装置多通道试压工艺的研制及应用

对井口装置的试压是随着各大油田对井控工作从认知到严管后形成的必要工序之一,广泛应用于油气田钻井、完井、修井及测井等各个施工作业中,在油气田井控管理工作中发挥着越来越重要的作用。该文介绍了塔河油田工区内一种新型试压工艺设备,由以往单根管线依次试压改为多个通道多个探头并联试压的方式,并对该工艺在不同井口装置类型中的应用情况进行了详细的阐述。     

防喷器试压快速增压装置的研制及应用

针对防喷器试压增压装置难以满足现代井控装置试压快速高效、准确稳定、自动控制和安全环保等方面要求的现状,研发了一种新型快速增压装置。重点对防喷器试压快速增压装置的原理、结构设计、液压系统、自动控制系统及实际应用进行了介绍。该快速增压装置具有体积小、增压迅速、安全系数高、可实现自动化加压及试压控制的优点,显著提高了现有防喷器试压的工作效率。室内防喷器累计试压检测增压300余台,钻井现场试压40余口井,室内试验及现场应用结果表明,快速增压装置动作可靠,加压效率高,设备故障率低,完全满足各类工况下防喷器的试压检测需求。该增压装置的研制对提升防喷器试压效率具有十分重要的意义。     

防喷器自动化试压系统设计与应用

阐述了防喷器自动化试压系统的设计原理与现场应用，该系统由安全防护、摄像监视与数据采集3部分组成，利用固定式和行走式防护墙实现了安全隔离高压区，应用可移动式摄像监视机构实现了计算机全方位监控试压过程，压力检测系统与计算机相联接实现了实时采集试压全过程技术数据．并可通过打印机输出完整的试压资料；该系统的额定工作压力为105MPa，高压区为高度3．5m、水平面直径φ4．5m的圆柱空间。防喷器自动化试压系统设计完成后，经过全面调试，测试各类防喷器106台．系统运转良好．各项技术指标都达到了设计要求。     

防喷器试压失效分析

对防喷器壳体试压爆裂原因进行了详细分析，指出铸造缺陷，机加工缺陷，热处理缺陷及补焊缺陷是造成一系列爆裂事故的原因，通过对选材，口改进，圆角设计，机加工，热处理及补焊等方面的分析讨论，提出了改进措施，对防器的生产制造具有重要参考意义。     

防喷器室内和现场试压工艺研究与应用

目前防喷器室内试压时连接法兰费时费力,井下作业现场防喷器试压只能进行半封闸板试压,无法进行全封闸板试压。为此,研制了防喷器试压连接器。该连接器可以卡封多种规格的防喷器,与试压检测系统匹配,提高工作效率,减轻工人劳动强度,并可节省螺栓密封垫环等易损件;对井下作业现场防喷器试压部分,研制了全封闸板试压管柱,解决了全封闸板试压的问题。现场应用表明,防喷器试压连接器液压缸强度满足试压要求,密封压力可以达到105 MPa;全封闸板试压管柱适用于目前所有的防喷器及井口,密封压力70 MPa,试压成功率100%。     

井控器材井口快速试压工具

修井施工单井更换频次高、施工周期短、地层压力低及整井试压无法实现等因素极大地限制了修井井控器材的单井试压,为此研究设计了井控器材井口快速试压工具。该工具可以在一次试压过程就能将所有的井控防喷器材以及井控系统中的关键环节全部检验一遍。现场试验结果表明,工具能在一个班组人员的操作下,上修第一时间快速试压,用1台手压泵和约30 L清水,用时约30 min即可完成对修井单井井口的针对性试压,使修井井控工作得到最大程度上的安全保障。     

抽油机井光杆断后井口防喷装置

介绍一种井口防喷装置，可以有效地解决抽油机井光杆断后，油井的喷油问题，该防喷器结构简单，动作可靠，使用方便。     

现场检验SFZ18型防喷器密封装置的研制与应用

为了满足现场对防喷器的试压检验要求,研制了现场试压检验装置。介绍了该装置的结构组成、工作原理以及现场使用情况,同时还与Z331试压胶塞进行了对比,该装置的作用明显优于试压胶塞,安全可靠,操作简单,节约成本。     

低矮型不压井作业用环形防喷器研制

在不压井作业时,现有的环形防喷器存在外形尺寸大、价格昂贵、不适合在带压作业装置上使用等问题.研制了一种低矮型环形防喷器.利用有限元分析方法优化了胶芯和壳体的结构和参数.该环形防喷器可密封φ40～φ178mm的管柱,对于φ73、φ89 mm油管,静密封压力分别为21、25 MPa.对于14 MPa以内油水井,该环形防喷器过φ73mm（27/8英寸）油管和φ89 mm（31/2英寸）油管的接箍个数分别为7个和9个.满足带压作业施工要求.     

防喷器承压起下钻模拟试验装置研制

为了研究防喷器在井筒带压起下钻作业工况下的密封性能,研制了防喷器承压起下钻模拟试验装置。包括能够模拟35 MPa带压环境的井口系统和起下钻速度达到600 mm/s的起升装置。此试验装置可用于防喷器的性能试验和密封胶芯的可靠性研究。介绍了该试验装置的井口系统、液控系统、电控系统的设计原理。试验结果表明:该装置能够满足防喷器的承压起下钻试验要求。     

井喷失控井一体化井口重建装置的研制

井喷失控是油气勘探开发过程中损失巨大的灾难性事故,必须快速恢复对井口的重新控制,而拆除旧井口后的新井口重建是最为关键、风险最高的一步。传统的井口重建装备需要人员多次近井口作业完成新井口安装,抢险人员面临巨大的安全风险且一次性成功率较低,需多次尝试。针对此种情况,研制了井喷失控井一体化井口重建装置,将原有井口重建工艺“八步法”变为“一步法”,避免抢险人员多次近井口作业。文章详细阐述了该装置的组合方式、卡紧设计及密封设计,通过有限元模拟对装置的力学性能进行校核。室内实验及应急演练表明,该装置能快速实现光套管下井喷失控井口的重建,极大简化了新井口重建流程,提高了重建效率及人员安全性,对推进井喷失控近井口作业无人化进程提供了更加完善的装备支撑。     

电控型地面防喷器控制装置研制

气控型地面防喷器控制装置在使用过程中存在控制滞后时间长、气管线因水气凝结结冰而堵塞,导致控制失灵等问题。目前,其他厂家生产的电控型地面防喷器控制装置未完全脱离气源的限制。为解决以上问题,研制了数字化纯电控型地面防喷器控制装置。该控制装置具备数据采集、传输、显示及处理功能;使用防爆牵引电磁铁代替气缸控制转阀进而实现防喷器开关动作,响应快,不使用压缩空气;使用通信电缆代替气管缆,实现司钻控制台与远程控制台的控制信号传输,避免因水气凝结结冰而造成气路堵塞,导致控制失效的问题。     

闸板防喷器承压件在线监测装置的研制

鉴于目前国内还没有对防喷器运行状态进行在线监测的仪器或装置,为确保防喷器运行状态安全,研制了闸板防喷器承压件在线监测装置。该装置是通过安装在闸板防喷器腔体内部及壳体上的传感器,监测其内部工作压力、油路开关压力、内部温度和关键部位形变参数,实现了对闸板防喷器在出厂前、井控车间和钻井现场全过程监管。还能对各种超规范工作环境及超安全极限进行报警,提高了现场闸板防喷器运行的可靠性。试验及应用结果表明,该装置能满足井控车间各种试验的数据监测及意外着火情况下数据保存的要求,提高了防喷器安全管理水平。     

水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置

为解决水平井注蒸汽测试中高温高压下动密封和连续管注入头超温问题,成功研制了水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置。该装置采用二级密封及长密封段自密封方式,采用耐高温氟橡胶、碳纤维及钢垫的组合形式做密封件,采用耐350℃高温导热油自动控制加压密封件,采用水循环冷却管给连续管、密封系统降温,可确保起下时注入头不超温和施工安全。在测试起下过程中,2口水平井井口注汽压力均在13 MPa以上,井口防喷密封装置未发生蒸汽泄漏,注入头处温度低于120℃,完全可以满足高温高压下用连续管测试施工要求。     

钻浅层塞井口防顶装置的研制及应用

在钻浅层塞作业过程中,为了防止出现井喷顶钻事故,研制了井口防顶装置。该装置是根据以最高上顶力和井口装置最低抗内压两者中最低者来选用井下作业井口控制装置的原则进行设计的。中原油田普遍使用350井口,最高耐压35 MPa,钻塞使用114 mm钻头,故设计的防顶装置承受的最低上顶力为364 kN,附加安全系数1.5倍,其承载上顶力为550 kN,能够避免防顶控制过程中上顶力对防顶装置的损坏,确保施工安全。现场应用控制防顶5口井,成功率100%,有效地解决了钻浅层塞施工中井喷防顶的难题。     

基于磁记忆方法的防喷器检测试验研究

金属磁记忆方法通过记录地磁场作用下金属构件表面的漏磁场信息,可对构件微观缺陷和应力与变形集中区进行辨识。应用自主研发的防喷器磁记忆检测装置开展了现场检测试验研究,测试了该检测装置的可行性与可靠性,并对防喷器各类缺陷与损伤检测信号进行了辨别分析。分析结果表明,采用磁记忆方法进行防喷器壳体、内腔及密封部件检测在技术上是可行的;磁记忆信号特征可反映防喷器不同部位的各类缺陷与损伤情况,可以用磁记忆信号来确定防喷器不同部位的缺陷与损伤状况。     

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。