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。     

水下应急封井装置陆地组装测试及海上运输方案

水下应急封井装置是用于临时封堵井喷失控井口，重新建立井口防喷系统，防止井喷继续发生的应急装置。该装置一般部署在陆地的应急救援点，当水下防喷器失效，海底发生井喷时，将水下应急封井装置运输并安装至井喷井口。由于海上平台安全作业至关重要，水下应急封井装置在陆地的组装测试及海上运输方案制定必不可少。只有及时解决测试时发现的问题并做好各种应急预防方案才能保证作业的顺利实施。     

34.5MPa套管头完井工艺用井喷抢险装置的研制

针对HK-3型油气井井口抢险装置无法与API标准井口套管头连接的问题,研制出标准的套管头完井工艺用井喷抢险装置。该装置借助套管法兰上少量的螺栓孔,采用井下卡瓦封隔器定位原理,解决了井喷抢险装置与井口套管头连接的问题,并以34.5MPa套管头及346.08mm(135/8英寸)套管头法兰(6BX)参数为基础,对装置的结构、力学性能进行了设计和校验。样机及现场模拟试验表明,新井喷抢险装置由4人操作,15min之内能够快速、安全地将封井器等安装在井口上,新装置与套管头连接"生根"可靠、牢固,设计达到了预定的性能指标。     

井口套管头损坏井喷抢险配套技术

为快速、高效、安全地处理因油气井套管头损坏及断裂造成的井喷事故,通过分析和总结井喷事故的经验教训,研究设计了新型抢喷装置及配套技术,并进行了室内和现场试验,该配套技术是通过套管造扣抢喷装置与井口套管头损坏处进行有效连接来实现井喷事故的处理,现场使用效果较好,降低了井喷造成的损失,对提高油田井喷抢险能力具有促进作用,可进一步推广应用。     

海上井喷抢险“三分支”引火筒结构设计

针对目前海上生产平台出现的井喷失控事故, 设计了“三分支”引火筒装置。在从源头控制井喷抢险作业时能够借助“烟囱效应”将流体/火焰引至上方，降低井口区温度，提高井喷抢险作业的安全性。“三分支”引火筒装置主要由引火筒、悬挂筒、主轴及悬挂装置、锁定及支撑装置组成。作业时可根据井口分布调整3个引火筒之间的角度和高度，配合钢丝绳和绞车进行井喷抢险作业。对各部分结构进行了阐述并且对结构强度及恶劣工况下的吊装进行了有限元分析。分析结果表明:装置强度满足要求；在200×104 m3/d气井井喷环境下最大等效应力为492 MPa，最大偏移量为348.02 mm，在6级风环境下最大等效应力为495 MPa，最大偏移量为353.12 mm，均满足抢险作业需求。研究结果可为生产平台井喷抢险引火筒研发提供参考。     

分析稠油热采两用泵井口防喷器的使用

钻井作业的过程中极易发生井喷问题,对此采取钻井液防护以及防喷器防护。防喷器作为钻井的第二道屏障,能够防止地层流体喷出,其作用相当于水龙头,若发生溢流事故,将防喷器关上,则能够有效的防止流体喷出,前提是合理运用,因此加强对井口防喷器的应用研究,有着积极的意义,现以稠油热采两用泵井口防喷器为例,做简单的论述分析。     

新疆克75井灭火抢险技术

新疆克75井,于1992年2月在钻进过程中发生井喷着火、烧毁钻机的灾难性事故。由于该井的抢险难度大、技术复杂,四川局派出4位同志参加了这口井的抢险指导工作。该井抢险创造和采用了一些国内外先进技术:引火筒装置、井口挖坑、剥套管、套管头作底法兰、光套管上装井口等。本文详细地总结了该井的灭火抢险技术,为今后的灭火抢险工作提供了借鉴和参考。     

3000m水下应急封井装置下放过程平衡分析北大核心CSCD

3000m水深水下应急封井装置的下放安装受井喷原油流速的影响较大,为确保3000m水深水下应急封井装置顺利下放安装到发生井喷的井口,基于ANSYS软件建立并模拟了3000m水深水下应急封井装置下放安装过程,研究了水下应急封井装置在不同井喷原油流速、距离井口不同高度时的平衡状态。研究结果表明,水下应急封井装置距离井口不同高度时,上托力与湿重平衡时对应不同的井喷原油流速;相同井喷原油流速下,水下应急封井装置从下放到距离井口1m过程中,距离井口1m时受到井喷原油产生的上托力最大。本文研究结果对水下应急封井装置快速平稳下放及水下应急封井装置的优化设计具有一定的参考意义。     

修井作业配套井控装置的研制与应用

为了避免在修井作业过程中发生井喷事故,研制了修井用配套井控装置,该装置主要包括起杆防喷器、起管防喷器和修井用井口防喷器。整套装置已经在辽河油田的许多油区推广应用,在吉林油田的部分油区也取得了良好的现场试验效果。应用表明,整套装置设计合理,结构简单,安全可靠,使用方便,能够满足修井施工过程中的井控和防喷需要,保证安全生产。截止到2004年底,仅在主要应用单位就已经预防井喷事故30余起,减少事故损失200多万元。     

API标准套管头完井失控井喷抢喷装置的研制与实验

针对API标准套管头完井工艺,将HK-3型失控井喷抢喷装置的不适应性进行了改进完善,对其结构进行了重新设计,重点解决了抢险装置与井口套管头的连接问题,时装置的力学性能进行了必要的计算和校核.经样机试制、现场实验表明,所设计的新型失控井喷抢喷装置能够较好的处理API标准套管头完井工艺下的失控井喷.     

油水井作业中污油污水回收技术的研究

根据油井和注水井的结构特点及不同井型的不同施工方式 ,研制并配套了相应的防喷工具和作业施工过程中溢流的回收装置 ,实现了油水井作业过程中污油污水的回收利用。对于油井管柱内孔防喷 ,研制KG—Ⅱ型帽形活门、KQG—FP型防喷脱节器及Y341— 114型封隔器工艺管柱 ;针对油套环空控制 ,改进了自封封井器胶心成分 ,其密封性能提高。为便于对油套环空溢流处理 ,研制了回收装置 ;针对注水井作业施工特点 ,研制成功污水地面回收装置。     

套管抽汲配套工具的研制与应用

井筒抽汲捞油是各油田低产低能井普遍采用的一种采油方式,根据这种采油方式的需求,开发研 制了配套井筒抽汲工具。井口采用远程液压防喷盒,实现了多级远程液压防喷密封手动控制系统,工艺 技术性能稳定。安装简便快捷,井口密封效果好,无污染;井口安全脱节的密封系统实现了顶钻时的安 全脱节作用;井下抽汲胶碗的设计具有生产快捷,投入少、成本低、更换简便等优点,在克拉玛依油田 取得良好的应用效果。     

140MPa气密封试验装置在采(油)气井口装置的应用

采(油)气井口装置的气密封特性对保障其现场使用安全和环保至关重要。建立140MPa气密封试验装置,将进一步提高井口及井控装置的可靠性、减少和避免井喷失控着火事故的发生。它能对采(油)气井口、节流压井管汇、防喷器、套管头、平板阀等进行气密封试验,促进国产井口装备质量的提高。气密封试验结果可为生产厂、用户提供设计、生产、装备及使用方面的质量改进信息。     

基于FTA定性的简易水下井口设计可靠性分析

水下井口作为水下生产系统的核心装备,下端连接导管和套管,上端支撑防喷器组和水下采油树等水下装备,是整个水下生产系统的重要组成部分。特别是在浅海作业环境中,外部易受到风浪影响,一旦发生失效,将会造成严重的后果。基于浅水水下井口的结构特点,建立了水下井口失效事故树模型(FTA),划分了基本事件和最小割集,分析了基本事件结构重要度,对水下井口装置关键部件的风险程度进行了评估。结果表明:低压井口头、环形密封总成、高压井口头、套管悬挂器、防磨补芯装置和导向基座是水下井口设备发生失效的关键部件。针对失效关键部件提出设计优化建议,从而提高海洋油气生产的整体安全可靠性。为建立一套适用于浅水简易水下井口及采油树风险评估与安全可靠性技术体系提供了重要参考依据。     

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。     

风载对连续管作业防喷器组合法兰密封性的影响

我国西部油田风沙活动对连续管测井中地面防喷装置法兰密封性能影响很大。为此,建立了防喷器组合底部法兰、密封垫环和连接螺栓的全结构有限元计算模型。应用该模型分析了连续管作业工况下多种风载对法兰连接密封性能和螺栓强度的影响,同时对比分析了防喷器组合有无支架支撑时的密封状态以及连接螺栓的应力水平。计算分析结果表明,在6级以上风载作用时,防喷器组合必须采用支撑装置,并通过计算求得支架支撑情况下的极限弯曲曲率,为施工过程中支架刚度的选择提供了参考。     

三高井井喷失控着火井口重置关键技术与装备

“三高井”井喷失控着火后,井口火势大、热辐射高、流体冲击力强,对抢险技术、装备要求极高。井口重置作为“三高”失控井抢险救援中最关键、难度最大的环节,面临新井口下放困难、连接法兰不容易对中、人员难以近井口作业等瓶颈问题,传统的扣装法、磨装法已无法完成此任务。针对此种情况,中国石油川庆钻探工程公司经过攻关,形成了操作灵活、适用范围广、易实现对中、且对中时间短的钢丝加压法,可克服高压气流对新井口向上的冲击力的重力加压法,集卡紧装置、密封装置为一体、可以实现远程一键控制的一体化重置法。采用攻关后的“三高井”井喷失控着火井口重置关键技术及装备,已在土库曼斯坦、川渝地区、新疆地区等多口井井喷失控着火处置中发挥了极其重要作用,成功完成井口重置。目前,该技术已达到国际先进水平。