密閉油管內舉升帶壓修井工藝的製作方法
2023-05-24 03:52:41
專利名稱：密閉油管內舉升帶壓修井工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及油氣井帶壓修井工藝技術，特別是一種密閉油管內舉升帶壓修井工藝。屬於油氣田開採機械技術領域。
背景技術：
近年來隨著油氣田開發力度的加大，油氣井帶壓作業佔井下作業的工作量比例越來越大，而相應帶壓作業設備工具相對發展滯後，現有帶壓作業設備不能實現對未堵塞的井內管串進行密閉帶壓起下，作業過程存在較大風險，無法真正實現帶壓作業的本質安全。目前，油氣田內使用的帶壓作業設備都要對井內的油管進行堵塞，這是進行帶壓作業的第一步，而井內的油管經過多年的流體腐蝕，已經出現嚴重的結垢、穿孔、腐蝕、進行油管堵塞不能一次完成任務，而且堵塞器的類型、型號雖然不同，但是不能適用在所有施工井內，給帶壓作業施工帶了較大的苦難和風險。同是，井口操作人員是在半帶壓環境工作，隨時面臨著井內高壓流體衝出井口的風險，人員的安全不能從本質上得到保證，必然有高壓的油氣水衝向地面人員，使操作人員受傷或中毒，而目前的設備無法避免這一致命缺點。由此，迫切需要開發一種高效的，能準確控制和實現將帶壓裝置中的未經堵塞的油管按要求進行懸掛，並密閉帶壓舉升或下壓的動力裝置及其工藝。
發明內容
本發明的目的是提供一種密閉油管內舉升帶壓修井工藝，能將油氣井內帶壓的未堵塞油管在裝置的高壓腔內主動舉升和下壓，根據作業需要，在高壓腔內對油管及井內工具扶正並上、卸扣操作，實現裝置腔內高低壓分隔，使井口操作人員實現常壓起下鑽作業。很好的解決了油氣井帶壓作業的井內未堵塞管串的安全起下鑽作業。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是設計一種密閉油管內舉升帶壓修井工藝，其特徵是至少包括如下步驟
步驟1、設備安裝，即密閉油管內舉升帶壓修井裝置的安裝；
步驟2、帶壓打撈油管懸掛器；
步驟3、帶壓舉升井內管串；
步驟4、帶壓扶正卸扣；
步驟5、帶壓小距離扶正上提；
步驟6、分割高壓一低壓腔；
步驟7、常壓起油管。所述的密閉油管內舉升帶壓修井裝置，自上而下依次順序由井口平臺操作窗、環形帶壓作業防噴器、防噴帶壓操作腔室、旋轉扶正上提器、平衡四通短節、旋轉扶正上卸扣器、帶壓全封腔內間板、密閉內舉升起下器、密封內卡瓦螺紋連接而成。所述的密閉油管內舉升帶壓修井裝置通徑為180mm，最大起升能力60噸，最大下壓能力40噸，最大扭矩3000匪；最大密封施工壓力35MPa。
所述的密閉油管內舉升帶壓修井裝置適合施工介質油氣水介質。所述的環形帶壓作業防噴器為35MPa環形帶壓作業防噴器。本發明的優點是通過採用發明裝置中的旋轉扶正上提器將油管向上下提放一段距離，使帶壓作業裝內的油管按要求完成旋轉、上提下放功能，很好的解決了油氣井帶壓作業的裝置腔內的油管規則運動；通過採用發明裝置中的旋轉扶正上卸扣器，帶動油管進行旋轉，完成高壓腔內油在高壓腔內進行油管的上扣卸扣動作，很好的實現了油氣井帶壓作業的裝置腔內的油管及其它井內工具的連接與拆卸功能；通過採用發明裝置中的密閉內舉升起下器，可將帶壓裝置內密閉高壓腔內未經堵塞的油管帶壓自動舉升和下壓，此過程循環進行，可將油氣井內及帶壓裝置高壓腔內的油管連續提升和下放，完成高壓井內油管的不壓井帶壓起下工具管串作業，是在高壓腔內帶壓起下未經堵塞的油管的動力裝置。在施工中通過密閉油管內舉升帶壓修井裝置的應用，能將帶壓裝置中的未經堵塞的油管按要求進行懸掛，可使帶壓作業裝內的油管按要求完成安全的起下鑽作業，很好的解決了油氣井帶壓作業的裝置腔內的密閉高壓環境未經堵塞的油管的安全起下作業。能實現裝置腔內高低壓分隔，使井口操作人員實現常壓起下鑽作業。整套裝備通徑180mm，最大起升能力60噸，最大下壓能力40噸，最大扭矩3000匪。最大密封施工壓力35MPa，適合施工介質油氣水介質。
下面結合實施例附圖對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。圖1是本發明實施例流程圖2是圖1流程中所用的密閉油管內舉升帶壓修井裝置的結構示意圖。圖中1、井口平臺操作窗；2、環形帶壓作業防噴器；3、防噴帶壓操作腔室；4、旋轉扶正上提器；5、平衡四通短節；6、旋轉扶正上卸扣器；7、帶壓全封腔內閘板；8、密閉內舉升起下器；9、密封內卡瓦。
具體實施例方式在實施例中沒有詳細敘述到的結構，其結構與現有的已知結構相同。實施例1
密閉油管內舉升帶壓修井工藝，其特徵是至少包括如下步驟步驟1、設備安裝，即密閉油管內舉升帶壓修井裝置的安裝；步驟2、帶壓打撈油管懸掛器；步驟3、帶壓舉升井內管串；步驟4、帶壓扶正卸扣；步驟5、帶壓小距離扶正上提；步驟6、分割高壓一低壓腔；步驟7、常壓起油管。實施例2
如附圖1所示，在進行油氣井帶壓作業時，通過採用該工藝，可以將油氣井內帶壓的未堵塞油管在裝置的高壓腔內主動舉升和下壓，根據作業需要，在高壓腔內對油管及井內工具扶正並上、卸扣操作，實現裝置腔內高低壓分隔，使井口操作人員實現常壓起下鑽作業。步驟詳解如下
步驟1、設備安裝，即密閉油管內舉升帶壓修井裝置的安裝；
1)、檢查並試壓安裝好的密閉油管內舉升帶壓修井裝置；
2)、用井口油管內暫堵工具在井口將井內油管進行暫堵，使油管在短時間內保持暫堵狀態，井口油壓為0 ；
3)、在井口架設操作平臺、連接密閉油管內舉升帶壓修井裝置並用腳手架穩定，連接井口密閉油管內舉升帶壓修井裝置與液壓站的液壓管線，安裝油管起吊桅杆及平臺梯子與逃生滑道；
4)、架設桅杆，桅杆底座坐在井口支撐底座上，並用四根鋼絲繩桅杆頂部向四個方向分別架設，從而穩定桅杆；
5)、擺放液壓動力撬，連接與井口連通的液壓管線。步驟2、帶壓打撈油管懸掛器；
在裝置平臺上帶壓取出油管暫堵裝置，油管懸掛器。步驟3、帶壓舉升井內管串；
採用帶壓密閉內舉升起下器8在防噴帶壓操作腔室3的高壓腔內提升井內油管至設定尚度。步驟4、帶壓扶正卸扣；
採用帶壓油管旋轉扶正上卸扣器6對防噴帶壓操作腔室3的高壓腔內上部油管進行卸扣，使其脫離下部管串。步驟5、帶壓小距離扶正上提；
採用帶壓油管旋轉扶正上提器4將防噴帶壓操作腔室3的高壓腔內第一根油管短距離上提。步驟6、分割高壓一低壓腔；
關閉井口防噴帶壓操作腔室3的高壓腔內的全封裝置，分割高低壓區域。步驟7、常壓起油管；
打開井口防噴帶壓操作腔室3的低壓腔密封進口，將低壓腔內的油管提出。步驟8、關閉防噴帶壓操作腔室3的低壓腔進口，進行壓力平衡。步驟9、打開防噴帶壓操作腔室3的高壓腔全封裝置，進行下一根油管的舉升。步驟10、重複以上步驟，實現井內油管的密閉安全起鑽。步驟11、裝置下鑽過程與起鑽過程順序相反，原理相同。如圖2所示，所述的密閉油管內舉升帶壓修井裝置，自上而下依次順序由井口平臺操作窗1、環形帶壓作業防噴器2、防噴帶壓操作腔室3、旋轉扶正上提器4、平衡四通短節5、旋轉扶正上卸扣器6、帶壓全封腔內閘板7、密閉內舉升起下器8、密封內卡瓦9螺紋連接而成。所述的密閉油管內舉升帶壓修井裝置的通徑180mm，所述的密閉油管內舉升帶壓修井裝置的最大起升能力60噸，最大下壓能力40噸，最大扭矩3000匪，最大密封施工壓力35MPa。適合施工介質油氣水介質。所述的環形帶壓作業防噴器2為35MI^環形帶壓作業防噴器。本發明密閉油管內舉升帶壓修井裝置的工作原理
5通過該工藝裝置的應用能將帶壓裝置中的未經堵塞的油管按要求進行懸掛，並密閉帶壓舉升或下壓，通過密閉內舉升起下器的行程，可將帶壓裝置內密閉高壓腔內未經堵塞的油管帶壓自動舉升和下壓，此過程循環進行，可將油氣井內及帶壓裝置高壓腔內的油管連續提升和下放，完成高壓井內油管的不壓井帶壓起下工具管串作業。通過該工具的應用可使帶壓作業裝內的油管按要求完成安全的起下鑽作業，很好的解決了油氣井帶壓作業的裝置腔內的密閉高壓環境未經堵塞的油管的起下作業。本發明中步驟中所涉及技術(1)帶壓油管旋轉扶正提升技術
該技術的能將帶壓裝置中的油管進行扶正居中，內部芯腔能隨油管進行旋轉，並通過特定的機構，將油管向上下提放一段距離，通過該工具的應用可使帶壓作業裝內的油管按要求完成旋轉、上提下放功能，很好的解決了油氣井帶壓作業的裝置腔內的油管規則運動。工作內徑30-180mm，能隨油管被動旋轉，提供300_500mm的夾持油管提放距離，提放重量200-500kgo工作原理採用35MPa環形帶壓作業防噴器製造工藝製造裝置外殼與連接羅盤，採用旋轉防噴器膠筒技術將鑽具進行扶正居中，並可被動旋轉。採用母旋螺杆原理將抱緊後的膠筒進行提升或下放，並用液壓動力驅動。(2)帶壓作業帶壓油管扶正旋轉上卸扣技術
該技術能將帶壓裝置中的油管進行扶正居中的同時，設備內特有的結構和工具能帶動油管進行旋轉，完成高壓腔內油管的上扣卸扣動作，通過該工具的應用可使帶壓作業裝內的油管按要求完成兩根油管在接箍部位的上卸扣功能，同時也可以完成井內其它工具在高壓腔內連接和卸扣的功能，很好的解決了油氣井帶壓作業的裝置腔內的油管及其它井內工具的連接與拆卸功能。工作內徑30-180mm，能夾持油管油管主動旋轉，提供3000NM的上卸扣扭矩，被動隨鑽具上下移動距離0-100mm。工作原理採用35MPa環形帶壓作業防噴器製造工藝製造裝置外殼與連接羅盤，採用油田油管上卸扣液壓鉗術將鑽具進行扶正居中，並可主動旋轉。採用游離杆原理將抱緊後的鉗牙進行被動提升或下放，用液壓動力驅動。(3)密閉油管內舉升技術
該技術能將帶壓裝置中的未經堵塞的油管按要求進行懸掛，並密閉帶壓舉升或下壓，通過密閉內舉升起下器的行程，可將帶壓裝置內密閉高壓腔內未經堵塞的油管帶壓自動舉升和下壓，此過程循環進行，可將油氣井內及帶壓裝置高壓腔內的油管連續提升和下放，完成高壓井內油管的不壓井帶壓起下工具管串作業，是在高壓腔內帶壓起下未經堵塞的油管的動力裝置。該設備具有60噸的密閉起升能力，40噸的鑽具下壓能力，所攜帶的提升頭可以實現對60噸重的井內鑽具進行無損傷捕抓和懸掛。密閉內舉升行程0-3米。工作原理採用35MPa環形帶壓作業防噴器製造工藝製造裝置外殼與連接羅盤，採用採用雙向卡瓦將油管扶正居中懸掛，採用主動螺母旋轉，定子遊動原理，提升下放油管。用液壓動力驅動。(4)井口重量支撐+桅杆油管起下技術
井口帶壓作業裝備的重量與井內鑽具的重量如果都加載在井口短節上，對井口短節的傷害較大，而且整個作業裝置也不穩定，針對以上情況，研究開發了井口設備的全支撐技術，使井口設備與操作平臺的重量完全能被支撐裝置所吸收，並在井口進行支撐，同時，支撐結構還充分考慮了井口帶壓作業的原理，在井口的內舉升裝置以下，增裝了四條支撐立柱，將井內鑽具的重量也加載到了井口支撐結構上，從而實現了對井口短節的全程保護，支撐裝置能提供5-8噸的井口裝置支撐力，50噸的井內鑽具支撐力。同時考慮作業的需要，設計了起下鑽油管桅杆，採用該工具，可以將油管根據需要進行起吊放入井內或者從井內起出，同時，該桅杆還可為井口操作平臺上吊送施工工具，桅杆高度25米，有效起吊重量2噸，桅杆底座安裝在在井口支撐裝置的基礎上，採用雙螺栓連接到井口裝置進行穩定，同時在桅杆頂部拉四道繃繩輔助穩定。(5)撬裝液壓動力+微電子邏輯控制技術
該工藝技術的動力為液壓動力，通過液壓源提供的液壓動力對井口各裝置及起升桅杆提供動力，動力來源為獨立設置的撬裝動力裝置，撬裝動力裝置主要有柴油發動機、液壓取力器，聯動停車裝置、控制裝置組成及別要的液壓油箱、燃料油箱、散熱裝置、控制裝置組成，能夠為井口帶壓作業裝置提供持續的穩定液壓動力。裝置設置的有效輸出功率為80-100KW，柴油動力為200KW伊維柯發動機，阿里遜變速器。同時整套設備選用了微電子邏輯控制技術，在各井口裝置相應位置安裝了井內參數感應及數據傳輸設備，通過計算機的精確數據採集和計算，能將設備的工作狀態進行恰當的計算和模擬，並向操作人員發出工作請求，如果得到回應，計算機會控制相應液控閥件進行起下鑽作業，減低了設備的差錯率，提高了設備安全施工性能，當進行作業時，可以對設備各種操作進行遠控，將各個操作部位，全部集中在操作室內，全部由一個人操作來完成，確保操作的準確性和安全可靠性。
權利要求
1.密閉油管內舉升帶壓修井工藝，其特徵是至少包括如下步驟步驟1、設備安裝，即密閉油管內舉升帶壓修井裝置的安裝；步驟2、帶壓打撈油管懸掛器；步驟3、帶壓舉升井內管串；步驟4、帶壓扶正卸扣；步驟5、帶壓小距離扶正上提；步驟6、分割高壓一低壓腔；步驟7、常壓起油管。
2.、根據權利要求1所述的密閉油管內舉升帶壓修井工藝，其特徵是所述的密閉油管內舉升帶壓修井裝置，自上而下依次順序由井口平臺操作窗(1)、環形帶壓作業防噴器(2)、防噴帶壓操作腔室(3)、旋轉扶正上提器(4)、平衡四通短節(5)、旋轉扶正上卸扣器(6)、帶壓全封腔內閘板(7)、密閉內舉升起下器(8)、密封內卡瓦(9)螺紋連接而成。
3.根據權利要求1所述的密閉油管內舉升帶壓修井工藝，其特徵是所述的密閉油管內舉升帶壓修井裝置通徑為180mm，最大起升能力60噸，最大下壓能力40噸，最大扭矩3000NM ；最大密封施工壓力35MPa。
4.根據權利要求1所述的密閉油管內舉升帶壓修井工藝，其特徵是所述的密閉油管內舉升帶壓修井裝置適合施工介質油氣水介質。
5.根據權利要求2所述的密閉油管內舉升帶壓修井工藝，其特徵是所述的環形帶壓作業防噴器(2)為35MI^環形帶壓作業防噴器。
全文摘要
本發明涉及一種密閉油管內舉升帶壓修井工藝，它至少包括如下步驟1)設備安裝，即密閉油管內舉升帶壓修井裝置的安裝；２)帶壓打撈油管懸掛器；３)帶壓舉升井內管串；４)帶壓扶正卸扣；５)帶壓小距離扶正上提；６)分割高壓－低壓腔；７)常壓起油管。該工藝能將油氣井內帶壓的未堵塞油管在裝置的高壓腔內主動舉升和下壓，根據作業需要，在高壓腔內對油管及井內工具扶正並上、卸扣操作，實現裝置腔內高低壓分隔，使井口操作人員實現常壓起下鑽作業。很好的解決了油氣井帶壓作業的井內未堵塞管串的安全起下鑽作業。
文檔編號E21B33/03GK102561975SQ20121000090
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日
發明者劉國良, 周豐, 孫虎, 張冕, 徐迎新, 牛俊峰, 鄧繼學, 韓文哲, 魏建榮 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司長慶井下技術作業公司