油田井下作业管杆同步固定装置和管杆同步提捞装置的研制与应用

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中国科技博览
2023年02月01日 14:20

吉林油田井下作业公司 五不施工 保安全压裂

李彪

[摘 要]在油田井下检泵作业施工过程中,抽油机井检泵作业维护时,经常会遇到抽油杆在井口位置单独断脱、或抽油杆连同油管在井内某一位置同时断脱的问题。采用目前常规的作业方式,施工周期较长,安全风险较大,耗费人力物力,已经无法满足井下作业施工现场的实际需求。应该通过技术革新方式进行技术现状改进,有效缩短施工周期,降低操作风险,节省人力物力。结合井下作业施工现场的实际情况,对运用技术革新对此类问题的有效解决处理进行阐述。

[关键词]检泵;断脱;打捞

中图分类号:TE933.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)19-0366-01

目前,在常规抽油机井检泵作业维护时,经常会遇到抽油杆在井口位置单独断脱、或抽油杆连同油管在井内某一位置同时断脱的问题。运用常规的作业处理方式,已经无法满足施工需求。需要由常规处理方式向技术革新处理方式进行技术工艺性的改进,使其对安全作业施工提供安全有效、省时省力的技术支撑。

一、常规处理方式及存在危害

1.1、遇到抽油杆在井口起出位置断脱,油管起到抽油杆断脱部位时,经常由于受到井架高度问题的限制,油管总是无法上提至井内露出抽油杆断头位置的高度。目前现有的常规处理方法是先将抽油杆在相应水平位置锯断一道横向豁口,游动滑车上提油管至一定高度,用麻绳牵引油管公扣至抽油杆锯口的相应位置,利用油管下放时的自身重量使抽油杆杆体压断,然后在井内抽油杆体上打牢方卡子,用吊卡将抽油杆提拉至下一个抽油杆接箍的位置,打好插板才可进行常规的起抽油杆操作。该操作时间较长,费时费力,锯抽油杆时产生的火星容易和井内散发的可燃气体发生燃烧反应,牵引抽油杆时产生的反弹力量容易造成物体打击,都存在着很大的安全隐患。同时被下压断裂的原可再用抽油杆,由于杆体受压弯曲变形,无法进行修复使用,还会造成下井材料成本的浪费。针对这一问题,有待于使用技术革新的方法加以解决。

1.2、遇到油管连同抽油杆在井内同时断脱,且鱼顶为抽油杆断头的问题。一般常规采用先打捞上部的抽油杆,再打捞下部的油管的方式进行打捞,至少需要两次打捞工序才能完成作业施工,施工效率较低,施工周期较长。而且在很多情况下,打捞过程中经常发现抽油杆上端露出油管的部分弯曲变形,使用现有的打捞工具无法进行有效打捞,给作业施工带来很大的难度,影响下步施工工序的有序进行。针对这一问题,也急待于使用技术革新的方法加以解决。

二、工具的理论分析

2.1、处理抽油杆在井口起出位置断脱的问题,可以利用技术革新制作相应的管杆同步固定装置。将起出的油管和井内的抽油杆进行同步固定连接,使得上提起出油管的同时,可以将井内抽油杆同步固定并提出井筒,直至抽油杆下部的接箍露出,就可进行打叉板、卸掉连接丝扣、起出抽油杆的常规操作。

2.2、处理油管连同抽油杆在井内同时断脱,且鱼顶为抽油杆断头的问题。可以用井内油管和抽油杆之间的月牙形空间作为打捞作业的插入点,利用技术革新制作相应的管杆同步提捞装置,可以插入月牙形的目标打捞空间,将油管和抽油杆一次性进行打捞,实现简化、有效的打捞作业。

三、工具的结构组成

3.1、管杆同步固定装置,主要结构是由油管卡箍头和抽油杆方卡子组合而成。油管卡箍头内部是设有内螺纹的油管母扣,可以与油管端头油管公扣外螺纹相互配合,卡箍头侧面位置设有一道能够容纳抽油杆本体通过的纵向豁口结构,豁口的宽度大于抽油杆本体直径2毫米至4毫米。抽油杆方卡子是相对的左半卡和右半卡所构成的,左半卡和右半卡之间设有与抽油杆本体适配的圆形卡孔,卡孔中心与卡箍头中心必须保持同轴,左半卡焊接固定在卡箍头大端端面上,左半卡上的半个卡孔的开口朝向与卡箍头侧面的纵向豁口朝向保持一致,右半卡与左半卡可以用两条连接螺栓进行连接,用于固定插入卡箍头侧面的纵向豁口的抽油杆本体。

3.2、管杆同步提捞装置,主要结构是由上接头、矛杆、卡瓦牙和限位筋组合而成。上接头上部为普通钻杆母扣螺纹或普通油管母扣螺纹,下部连接在竖直的矛杆的上端;矛杆本体左右各设有一个上下错开的周向呈180度相位的卡瓦牙,矛杆前后各设有一个竖向的径向向外突出的限位筋;两个限位筋周向呈180度相位,整体为一轴线竖直的上大下小的椎体形状。

四、工具的现场使用方法和可观效益

4.1、在油管起到抽油杆断脱部位时,将油管卸扣看到抽油杆后,将抽油杆由纵向豁口穿入卡箍头,将卡箍头油管内螺纹与卸下的油管外螺纹进行连接,然后将左、右卡子用连接螺栓连接固定抽油杆本体,实现管杆固定连接、同步提升,提至抽油杆接箍的位置。过程中一次提不到杆接箍位置,可固定抽油杆,松开左右卡子并下放油管,再紧固左右卡子整体提拉,直至提到抽油杆接箍的位置,进行卸开抽油杆连接螺栓,同步起出油管和抽油杆。该操作过操作时间短,省时省力,不用锯抽油杆,减少安全隐患,节约材料成本。

4.2、在起到油管和抽油杆同步断脱位置,将矛杆下到井下,在矛杆前端引导下矛杆插入油管和抽油杆之间的打捞空间,在限位筋的导向作用下,两个卡瓦牙始终分别朝向油管内壁和抽油杆外表面,确保向上提拉时矛杆可以稳定的固定在油管内壁和抽油杆外表面,避免旋转错位卡瓦牙失去作用,特别是在抽油杆上端弯曲时也可顺利插入并可可靠地固定连接,不影响打捞,提高打捞可靠性,效率高。

4.3、管杆同步固定装置从研制至今,已经累计使用1400余井次。不仅节省了人力物力,提高了安全系数,而且创造了可观的经济价值。按照每口井可节约1.5根可再用抽油杆计算,每根价格300元计算,1400余井次至少节省2100根抽油杆,可以用于20口泵挂为1000米抽油井的全井抽油杆柱,累计节约井下材料63万元。

4.4、管杆同步提捞装置从研制至今,已经累计使用86余井次。把过去至少需要进行两次的分步打捞,转变为只需要进行一次同步打捞,打捞施工效率至少提高一倍以上。而且制作管杆同步提捞装置方便快捷,不需要特殊的加工材料,只需要在滑块捞矛的原有结构上进行改进即可。在施工现场取得很好的使用效果,创造了很大的经济效益。按照每口井至少可以縮短一天作业时间计算,86井次共计节省86天作业时间,按每作业一口抽油机检泵井需要2天,每口检泵井产值3万计算,可累计创造效益达129万元。

五、工具的使用注意事项

5.1、管杆同步固定装置的卡箍头和抽油杆方卡子两个部分是焊接结合而成的,在焊接时要保证最大的焊接接触面积,使其达到最大的应用强度。在使用过程中,上提负荷不得超过额定载荷,并及时检查确保焊接部位状况完好,若有开焊情况,及时修复或更换。管杆同步提捞装置的限位筋应焊接牢靠,整体的椎体形状大小适当,保证其在使用过程中有效的导向引入作用。

5.2、管杆同步固定装置和管杆同步提捞装置应选用具有优良加工技艺的操作车间进行加工,完成后进行抗拉强度、拉伸应力的实验,根据实验结果设定额定工作强度,并由负责人签发工具合格证书,才可在施工现场进行下发使用。

5.3、在常规抽油机井检泵维护前,作业队相关技术人员应对井下技术情况进行详尽的技术交底工作。对所上报的检泵原因进行分析预判,对管杆同步固定装置和管杆同步提捞装置的现场应用情况做具体的说明、演示,保证其达到预期设计的使用效果。

六、得到的几点结论

6.1、管杆同步固定装置和管杆同步提捞装置在施工现场研制应用几年以来,达到了预期设计的使用效果,并且取得明显的社会效益和可观的经济效益。

6.2、管杆同步固定装置和管杆同步提捞装置作为以常规处理方式向技术革新处理方式的有效过度,取得了良好的替代性进步。

6.3、管杆同步固定装置和管杆同步提捞装置在处理抽油杆在井口位置断脱、油管连同抽油杆在井内同时断脱的问题起着很重要的作用,可以进行推广应用。

参考文献

[1] 采油技术手册第五分册修井工具与技术万仁薄罗英俊主编石油工业出版社.

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