油水井帶壓作業(yè)裝置
現(xiàn)代油田均已采用注水方式來提高石油的采收量和采收率,使用注水方式的油井或水井均帶有較高的內(nèi)壓,無法進(jìn)行傳統(tǒng)修井作業(yè),一般需要采取壓井或放噴降壓等措施。但壓井會(huì)對(duì)油層造成污染,而且高壓井的放噴降壓需要排放數(shù)千噸至數(shù)萬噸污水,對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染,同時(shí)造成大量減產(chǎn)損失。
帶壓作業(yè)裝備的使用可以免除壓井工藝,不用放噴降壓,作業(yè)全過程都能將井內(nèi)高壓液體密封在井內(nèi),沒有任何液體外泄,能夠避免人力、能源(包含外泄的石油和天然氣,還有重新注水所需的能源)和水資源的浪費(fèi),保護(hù)周邊地區(qū)的環(huán)境,具有十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)油氣資源穩(wěn)定、高能的采收,很大限度利用地下油氣資源具有重要的意義。
我單位設(shè)計(jì)生產(chǎn)的油水井帶壓作業(yè)裝置完全獨(dú)立設(shè)計(jì)和生產(chǎn),具備全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
油水井帶壓作業(yè)裝置可以配合修井機(jī)或吊車作業(yè),也可以自配桅桿單獨(dú)作業(yè);較低配置的帶壓作業(yè)裝置還可以選為車載一體式結(jié)構(gòu)、半分體式結(jié)構(gòu)。本機(jī)桅桿在框架內(nèi)部安裝,運(yùn)輸不超寬,每口井無需拆卸或安裝。
獨(dú)立式帶壓作業(yè)裝置包含主機(jī)、動(dòng)力站系統(tǒng)、操作臺(tái)三大部分以及全部輔件,作業(yè)行程3.8米,通徑186mm,包括所有防噴器在內(nèi)的整機(jī)內(nèi)腔承壓能力35MPa,適合完成21MPa以內(nèi)復(fù)雜井況(多封多配,工具串無法有效內(nèi)堵塞)高壓油水井的帶壓作業(yè)。本系列裝備應(yīng)對(duì)復(fù)雜井況能力強(qiáng),使用費(fèi)用低,作業(yè)效率高;高起下速度35根管/小時(shí),帶壓起下管柱速度和作業(yè)效率國(guó)內(nèi)第一。
本系列裝備可以安全可靠地密封液態(tài)介質(zhì),適合各種復(fù)雜井的帶壓修井作業(yè)、配合壓裂等增產(chǎn)措施作業(yè)、配合欠平衡鉆井作業(yè);帶壓大修型號(hào)還可單獨(dú)完成打撈/磨銑/鉆塞等各種旋轉(zhuǎn)作業(yè)項(xiàng)目。
油水井帶壓作業(yè)裝置可以選擇增設(shè)一套環(huán)形防噴器,采用兩級(jí)減壓密封方式,能夠大大提高環(huán)形膠芯密封壓力和工作壽命,整機(jī)安全工作壓力可以提升至28MPa,且膠芯壽命更長(zhǎng)。
高配型油水井帶壓作業(yè)裝置選用密閉式液壓鉗作為特殊功能組件,通過游動(dòng)旋轉(zhuǎn)卡瓦與密閉式液壓鉗的配合,裝置可以在完全封閉井內(nèi)介質(zhì)壓力的前提下,在裝備承壓內(nèi)腔中卸開指定的管接頭,配合可退式撈矛/撈筒堵塞器,實(shí)現(xiàn)不泄壓起出無內(nèi)堵塞的管柱或井下工具作業(yè),完美解決帶壓作業(yè)的難點(diǎn):井下工具以下管柱內(nèi)堵塞問題。本型號(hào)設(shè)備在完全無泄漏的情況下起出一個(gè)沒有內(nèi)堵塞的井下工具或一根空油管的全部操作流程,僅需約3分鐘(其它裝備可能需要數(shù)小時(shí))。
與其它帶壓作業(yè)裝備相比,本機(jī)的游動(dòng)卡瓦和固定卡瓦具有很大優(yōu)勢(shì):①卡瓦全部采用直線軸/直線軸承動(dòng)作控制方式,可使各牙板運(yùn)動(dòng)完全同步,卡緊力度均等,卡緊更準(zhǔn)確可靠(進(jìn)口裝備卡瓦也無法保證這點(diǎn));②游動(dòng)卡瓦和固定卡瓦全部采用雙錐度方錐形卡緊支撐面結(jié)構(gòu),兼顧了大開度、短行程、自鎖性,且卡緊時(shí)支撐面承載壓強(qiáng)和摩擦力更小,安全系數(shù)更大:受力達(dá)額定值2.5倍時(shí)功能不受損,受力達(dá)額定值5倍時(shí)結(jié)構(gòu)不破壞;③游動(dòng)卡瓦和固定卡瓦全部采用雙油缸或四油缸直線推動(dòng)式結(jié)構(gòu),動(dòng)作迅速,卡緊/松開力度更大,在任何狀態(tài)下均可憑自身動(dòng)力打開,不會(huì)出現(xiàn)卡緊后咬死管柱松不開的情況(進(jìn)口裝備卡瓦經(jīng)常出現(xiàn)這種情況,需要拆卸卡瓦并用大錘砸開才能解鎖);④可靠性高,除更換牙板外,維修周期超過2年(受結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響,進(jìn)口設(shè)備卡瓦或國(guó)產(chǎn)仿制進(jìn)口卡瓦一般1-2個(gè)月即須維修,其中牙板翻轉(zhuǎn)軸及鍵易損壞);⑤本機(jī)游動(dòng)卡瓦為可旋轉(zhuǎn)型號(hào),可根據(jù)用戶要求選擇單向防頂旋轉(zhuǎn)或雙向旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)時(shí)無需拆開液壓管線;⑥卡瓦還可附加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件,能夠配合頂驅(qū)或自主完成各種帶壓旋轉(zhuǎn)修井作業(yè)項(xiàng)目;⑦旋轉(zhuǎn)防頂卡瓦在卡緊后允許有一定上下浮動(dòng)范圍(一般為55-60mm),可在卡緊管柱時(shí)隨管柱旋轉(zhuǎn)并軸向退讓,能夠完成帶壓倒扣、撈矛倒管、倒出無內(nèi)堵塞井下工具等工況。
與其它帶壓作業(yè)裝備相比,本機(jī)提供了整體式外框架,方便運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)對(duì)裝備的保護(hù)也更完善,井控閘板也固定連接于框架中,減少了作業(yè)前準(zhǔn)備工作(熟練的作業(yè)隊(duì)伍,單節(jié)主機(jī)獨(dú)立式帶壓作業(yè)裝置全部安裝準(zhǔn)備時(shí)間小于3小時(shí),型雙節(jié)主機(jī)獨(dú)立式帶壓作業(yè)裝置全部安裝準(zhǔn)備時(shí)間小于4小時(shí)),降低了作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度。其中下段框架有8只液壓支腳,額定支撐力108/190噸,大支撐面積5440×4120mm,配合隨機(jī)配備的多組高/低支座、襯板等輔件,可以在任意地面狀態(tài)下安全穩(wěn)固地支撐整套裝備。本機(jī)提供了頂層平臺(tái)斜梯、頂層平臺(tái)逃生滑梯,并為環(huán)形防噴器、工作閘板防噴器、平衡/卸壓閥都提供了帶全護(hù)欄的內(nèi)部工作平臺(tái),提升了作業(yè)、維護(hù)的安全性和便利性。
與其它帶壓作業(yè)裝備相比,本機(jī)主操作臺(tái)設(shè)置為遠(yuǎn)程操作臺(tái),操作臺(tái)可按井場(chǎng)條件放置在井口裝置的任意方向,易于布置,適應(yīng)性更好;相對(duì)于頂層平臺(tái)整合式操作臺(tái),遠(yuǎn)程操作臺(tái)的各種操作/顯示設(shè)施安裝空間更大、布局更合理,司鉆的人身安全也更有保證;同時(shí)騰出了頂層平臺(tái)工作空間,讓井口操作工的工作更便利安全。這樣的設(shè)置也為以后升級(jí)帶壓作業(yè)自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)留下了空間,增設(shè)自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)后,取消井口工及拉管工,由機(jī)械手和鐵鉆工系統(tǒng)操作上/卸扣及起下管柱作業(yè),全部人員遠(yuǎn)離作業(yè)井口,更進(jìn)一步的提高作業(yè)安全性。
與其它帶壓作業(yè)裝備相比,本機(jī)液壓管線全部安裝于兩組管線槽內(nèi),易于擺放,連接便利,不用人工搬運(yùn)液壓管線,大幅提高安裝效率,降低作業(yè)者勞動(dòng)強(qiáng)度。
本機(jī)可以提供三通道防爆視頻監(jiān)控系統(tǒng),以幫助司鉆看清遠(yuǎn)處及被遮斷位置的工作狀態(tài),三只防爆攝像頭安裝位置可按用戶要求設(shè)置,三只防爆監(jiān)視器位于主操作臺(tái)正面;三個(gè)通道互不干擾,可獨(dú)立定位;并且每只攝像頭均可遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)焦距。
本機(jī)可以提供防爆氣體安全報(bào)警系統(tǒng),設(shè)置兩組雙通道氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn),可在固定卡瓦部位及井場(chǎng)預(yù)設(shè)位置檢測(cè)井內(nèi)氣體泄漏情況;每一組探測(cè)器包括硫化氫及可燃?xì)怏w探頭,探測(cè)結(jié)果匯入主機(jī),主機(jī)根據(jù)探測(cè)結(jié)果分兩級(jí)發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警,提示司鉆即使處理。系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)程報(bào)警點(diǎn),通過接受主機(jī)的無線發(fā)射信號(hào),可在值班房或其它遠(yuǎn)程位置報(bào)警。系統(tǒng)具有220V供電系統(tǒng),可在不作業(yè)時(shí)(帶壓作業(yè)主機(jī)關(guān)機(jī)狀態(tài)下)保持報(bào)警功能。
本機(jī)配備主油缸手動(dòng)差動(dòng)/雙向液壓鎖閥組,由手動(dòng)球閥選擇主油缸差動(dòng)與正常工作方式(每口井僅需操作兩次),具備雙向平衡閥功能,無任何電器元件,可靠性好、流量大、阻力小,可提高作業(yè)效率20%以上。主油缸大上升速度0.88m/s,下降速度0.51m/s。閥組的雙向鎖功能可將主油缸長(zhǎng)時(shí)間鎖定在任意位置,確保作業(yè)安全。
本機(jī)配備手動(dòng)卡瓦互鎖控制系統(tǒng),由手動(dòng)球閥選擇互鎖-解鎖工作狀態(tài),無任何電器元件,可靠性好;在選擇互鎖工作狀態(tài)時(shí)能夠避免其控制的兩組卡瓦同時(shí)打開,可徹底避免竄管或管柱掉井事故。
我單位油水井帶壓作業(yè)裝置目前提供以下幾種型號(hào):
DYJ18-21/35-38X型為低配型,安全性和作業(yè)效率超過加拿大S-9(170K),配備水平和作業(yè)性能參數(shù)與進(jìn)口設(shè)備大致相當(dāng)。
DYJ18-21/35-38XQ在前述型號(hào)的基礎(chǔ)上增加了密閉式液壓鉗,進(jìn)一步增加了安全性能和作業(yè)效率,以及應(yīng)對(duì)復(fù)雜井況的能力。
DYJ18-35/70-38XQ型整機(jī)承壓70MPa,作業(yè)能力超過加拿大S-9(225K),配備70MPa型密閉式液壓鉗以及1200kN級(jí)別卡瓦。
DYJ18-21/35-38-ZX25G為帶壓大修作業(yè)裝置,帶球形膠芯旋轉(zhuǎn)環(huán)形防噴器、密閉式液壓鉗、25 kN·m主動(dòng)驅(qū)動(dòng)型旋轉(zhuǎn)卡瓦,如果配合修井機(jī)作業(yè)還可以選配頂驅(qū)。
以下是兩種常見型號(hào)油水井帶壓作業(yè)裝置的性能參數(shù)和配置清單。
油水井帶壓作業(yè)裝置主要性能參數(shù)
序號(hào) | 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 | DYJ18-21/35-38X | DYJ18-21/35-38XQ | |
1 | 井控安全閘板 | 通徑 | 71/16″(180mm) | 71/16″(180mm) |
2 | 工作壓力 | 35MPa(5000psi) | 35MPa(5000psi) | |
3 | 功能 | 全封、半封、安全卡瓦 | 全封、半封、安全卡瓦 | |
4 | 工作閘板 | 通徑 | 71/16″(180mm) | 71/16″(180mm) |
5 | 工作壓力 | 35MPa(5000psi) | 35MPa(5000psi) | |
6 | 功能 | 全封、半封、滑動(dòng)密封 | 全封、半封、滑動(dòng)密封 | |
7 | 密閉 液壓鉗 | 通徑 | — | 71/16″(180mm) |
8 | 工作壓力 | — | 35MPa(5000psi) | |
9 | 卸扣扭矩 | — | 8kN·m | |
10 | 管柱尺寸 | — | 23/8~41/2″ | |
11 | 環(huán)形 防噴器 | 通徑 | 71/16″(180mm) | 71/16″(180mm) |
12 | 工作壓力 | 35MPa(5000psi) | 35MPa(5000psi) | |
13 | 雙主油缸 | 舉升力 | 646kN | 646kN |
14 | 下壓力 | 427kN | 427kN | |
15 | 行程 | 3800mm | 3800mm | |
16 | 4組 錐形卡瓦 | 通徑 | 71/16″(180mm) | 71/16″(180mm) |
17 | 較大載荷 | 900 kN | 900 kN | |
18 | 功能 | 防頂卡瓦可被動(dòng)旋轉(zhuǎn) | 帶壓倒扣 | |
19 | 工作平臺(tái) 面積 | 頂層平臺(tái) | 2.4m×2.8m | 2.4m×2.8m |
20 | 內(nèi)部平臺(tái) | 2.4m×2.4m | 2.4m×2.4m(2層) | |
21 | 外形尺寸 | 機(jī)架 | 7.4m×2.4m×2.8m | 8.6m×2.4m×2.8m |
22 | 動(dòng)力站房 | 8m×2.4m×2.9m | 8m×2.4m×2.9m | |
23 | 動(dòng)力裝置 | 柴油機(jī) | 康明斯220kw | 康明斯220kw |
油水井帶壓作業(yè)裝置配置清單
序號(hào) | 項(xiàng)目 | DYJ18-21/35-38X | DYJ18-21/35-38XQ |
1 | 提升系統(tǒng) | 液壓伸縮桅桿 | 液壓伸縮桅桿 |
2 | 桅桿操作臺(tái) | 桅桿操作臺(tái) | |
3 | 井控密封系統(tǒng) | 三閘板防噴器 3FZ18-35,底部為旋轉(zhuǎn)法蘭 | 三閘板防噴器 3FZ18-35,底部為旋轉(zhuǎn)法蘭 |
4 | — | 密閉式液壓鉗SXQ-18-35/8-114 | |
5 | — | 雙閘板防噴器FZ18-35(全封/半封) | |
6 | 單閘板防噴器FZ18-35×2套 (滑動(dòng)密封) | 單閘板防噴器FZ18-35 (滑動(dòng)密封) | |
7 | 平衡卸壓短接18-35 手動(dòng)閥、液動(dòng)閥各兩套 | 平衡卸壓短接18-35 手動(dòng)閥、液動(dòng)閥各兩套 | |
8 | 環(huán)形防噴器FH18-35 | 環(huán)形防噴器FH18-35 | |
序號(hào) | 項(xiàng)目 | DYJ18-21/35-38X | DYJ18-21/35-38XQ |
9 | 升降控制系統(tǒng) | 主油缸×2 | 主油缸×2 |
10 | 下橫梁XL100/18-1000D | 下橫梁XL100/18-1000D | |
11 | 中橫梁ZL100-17/18BH | 中橫梁ZL100-17/18BH | |
12 | 游動(dòng)橫梁DYL100/18-800D1 | 游動(dòng)橫梁DYL100/18-800D1 | |
13 | 游動(dòng)舉升卡瓦DJQ18-600B | 游動(dòng)舉升卡瓦DJQ18-600B | |
14 | 游動(dòng)防頂旋轉(zhuǎn)卡瓦DYQX18-600 | 游動(dòng)防頂旋轉(zhuǎn)卡瓦DYQX18-600 | |
15 | 固定防頂卡瓦DGQ18-600B | 固定防頂卡瓦DGQ18-600B | |
16 | 固定承重卡瓦DGQ18-600B | 固定承重卡瓦DGQ18-600B | |
17 | 機(jī)架系統(tǒng) | 機(jī)架(含兩層平臺(tái)及護(hù)欄) | 機(jī)架(含三層平臺(tái)及護(hù)欄) |
18 | 液壓支撐調(diào)平系統(tǒng)(含8只液壓支腿) | 液壓支撐調(diào)平系統(tǒng)(含8只液壓支腿) | |
19 | 動(dòng)力系統(tǒng) | 220KW柴油機(jī) | 220KW柴油機(jī) |
20 | 分動(dòng)箱F3-500 | 分動(dòng)箱F3-500 | |
21 | 液壓泵組3臺(tái) | 液壓泵組3臺(tái) | |
22 | 蓄能器組80L×4 | 蓄能器組80L×4 | |
23 | 風(fēng)冷器2AH25120 | 風(fēng)冷器2AH25120 | |
24 | 多機(jī)能控制閥組 | 多機(jī)能控制閥組 | |
25 | 控制系統(tǒng) | 主控制臺(tái)(自由擺放) | 主控制臺(tái)(自由擺放) |
26 | 附屬配套裝置 | 控制管線整裝槽2套 | 控制管線整裝槽2套 |
27 | 機(jī)架運(yùn)輸托盤1套 | 機(jī)架運(yùn)輸托盤1套 | |
28 | 專用吊具3套 | 專用吊具3套 | |
29 | 高/低支座、防陷板各8套 | 高/低支座、防陷板各8套 | |
30 | 頂層平臺(tái)斜梯1套 | 頂層平臺(tái)斜梯1套 | |
31 | — | 三通道防爆監(jiān)控裝置 | |
32 | — | 雙通道硫化氫、可燃?xì)怏w探測(cè)系統(tǒng) | |
33 | 18/35-18/70變徑短接1件 | 18/35-18/70變徑短接1件 | |
34 | 各種易損件、維修包一套 | 各種易損件、維修包一套 | |
35 | 隨機(jī)工具一套 | 隨機(jī)工具一套 | |
36 | 安全設(shè)施 | 上工作平臺(tái)逃生滑梯 | 上工作平臺(tái)逃生滑梯 |
37 | 豎梯防墜器 | 豎梯防墜器 |
獨(dú)立式油水井帶壓作業(yè)裝置(高配)
半分體式油水井帶壓作業(yè)裝置(低配)
動(dòng)力系統(tǒng)及控制在修井機(jī)車上,井口裝置獨(dú)立。
車載一體式帶壓作業(yè)裝置(低配)
帶壓作業(yè)裝置與動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)全部整合在一臺(tái)車上,單車上井作業(yè)。
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