抽油杆清洁装置的研制和应用

抽油杆清洁装置的研制和应用

1.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司油气井下作业中心东辛作业区

2.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司油气井下作业中心现河作业大队(稀油)

摘要:在提下抽油杆的过程中,我们安装抽油杆清洁装置,在起下抽油杆时,依靠弹簧力压紧密封胶芯刮刀抽油杆本体上的油污,将油污控制在井内或利用出口流出井外进行回收,发生井喷时在抽油杆清洁快速抢喷装置上安装悬挂部分,密封井口,依靠本体装置上的外接管实现洗压井作业,处理井喷事故

关键词

抽油杆清洁污染洗压井井喷

0引言

胜利油田80%以上的油井为有杆泵井,在修井作业时,首先是提抽油杆施工,提杆前前应将所有的油井进行了洗井作业,井内的抽油杆本体较干净,但是由于地层漏失、油稠、泵堵等原因造成油井无法洗井时,提杆过程中,抽油杆上的原油就会带出地面,造成环境污染。完井下完油管,需要进行油管试压作业,试压后,油管内将充满修井液,抽油杆下入后油管内的液体溢出,难以控制,造成地面的污染

1目前现状

目前油管有防喷器、自封,起下油管可以防喷、防污,但是起下抽油杆只能装一个总闸门,提杆时抽油杆上的原油无法清除,提杆过程中造成污染,发生井喷时,如果连接光杆,速度慢,还无法洗井,往井内扔抽油杆存在事故复杂化的问题。由于抽油杆细长,弹性较大,在卸杆过程中来回摆动,抽油杆上的油污甩的到处都是,职工身上、井架上、井场上,风大时吹到井场周围的农田里(图1),引发工农关系,许多井因此被迫停工,影响了施工的进度。职工为了防止抽油杆上的油污乱甩,往往采取用一个破手套边提杆边撸油,容易刮伤和挤伤,安全部门明令禁止(图2)。(2011年在提杆过程中老乡撸油造成挤掉手指的事故)。

完井下杆时油管内的液体溢出,比较难以控制,装现有的抽油杆防喷器则井口过高,无法操作,急需要一种简单、快捷防喷、清污的专用抽油杆刮油、防污、防喷装置(如图3和图4所示)。

2研制过程、使用说明及操作步骤

针对以上的情况,我们设计了抽油杆清洁装置,能在起下抽油杆方面保证抽油杆清洁,发生井喷时能迅速装好封井装置,并能采取洗压井的措施处理井喷。

2.1绘制设计图,根据设计图,加工实物

根据我们的需求,我们绘制了抽油杆清洁装置的设计图(图5),加工了实物(图6)它主要由装置本体、侧压盖、外接管、顶杆、压帽、密封胶芯、活塞、侧盖密封圈、弹簧、顶杆座、顶杆座密封圈、丝堵、压紧螺钉等零件组成

2.2工作原理

原理如下:提下杆时在上法兰上安装此装置,取代总闸门,提杆时靠刮油装置将油污留在井内,靠弹簧的伸缩使接箍和本体都能清刮干净,下杆时在闸门接口处连接管线和套管相连,将下杆流出的试压水流入井内,避免了环境污染,方便了施工操作。

2.3具体工作过程

首先按照图5和图6组装好本装置,将将本装置的本体1的底面加上刚性密封圈与采油井口上的250型总闸门用卡箍连接牢固,提抽油杆时抽油杆通过本体1的底面进入本装置内,通过对装密封胶芯2和本体1的上面提出本装置,对装的密封胶芯2形成的圆孔在弹簧4推动下紧贴抽油杆本体,从而将本体上的油污刮干净,保证抽油杆本体清洁,当抽油杆接头或接箍等大直径工具通过对装的密封胶芯2时,压缩密封胶芯2,由于胶芯2装在活塞3上,活塞3连接弹簧4,抽油杆接头或接箍压缩胶芯2使密封胶芯2外扩张,推动活塞3,克服弹簧4的弹力压缩弹簧4,从而使对装的密封胶芯2中间的圆孔增大,抽油杆接头或接箍通过密封胶芯2,接头或接箍通过密封胶芯2之后,由于抽油杆直径比抽油杆接头和抽油杆接箍直径小,弹簧4在自身弹力下推动活塞3和密封胶芯2,重新使对装的密封胶芯2中间的圆孔紧贴抽油杆本体,起到刮油的作用。下抽油杆时,抽油杆通过本装置本体1上面、对装的密封阀胶芯2形成的中间圆孔和本体1下面下入井内,抽油杆接箍或接头通过对装的密封胶芯2时,本装置的动作过程与提抽油杆一致。下抽油杆时,将外接管14上的丝堵15卸掉,由于外接管13与本体1内部是相通的,下抽油杆时,对装的密封胶芯2中间圆孔刮下抽油杆本体上的杂物通过外接管14内腔排出,保证了下入井内的抽油杆的清洁。

对于有井喷预兆的井,起下抽油杆时,在本装置的主体部分的外接管13处接控制阀门,发生井喷或有井喷预兆时需要抢喷时,快速在本体1上面的U型环槽内放一刚性钢圈,连接本装置的外部密封悬挂装置,首先将快速抢喷头与井内的抽油杆相连接,用抽油杆吊卡卡在快速抢喷头下端本体上,用通井机上提使井内抽油杆的接头离开抽油杆吊卡时,拿掉井内抽油杆上的抽油杆吊卡,下放将卡箍头19的U型槽与本体1的U型槽内所放的刚性钢圈接触,配合好之后卡紧卡箍,从而封闭井口防止井喷。在外接管13的控制阀门外侧安装压力表,即可测出井内压力,需要压井时,卸掉外接管13的控制阀门外侧的压力表,安装洗压井管线,启动水泥车便可根据需要进行反洗井或反压井作业处理井喷,恢复正常施工。

2.4本装置的特点

本装置结构简单、操作方便,有效地保护了环境,避免了环境污染,可迅速控制井喷和对井喷采取洗压井作业,装置可重复多次使用,有效地节约了成本,具有明显的经济效益和社会效益。

3现场应用及效果

研制完后制定了操作规程,在现场进行了应用。

3.1安装导引杆,方便将装置进入抽油杆内;

3.2将装置从导引杆上部套在导引杆上;

3.3装置套入后,在导引杆上上好提升接箍;

3.4在导引杆上打上抽油杆吊卡,提起后,取下装置下的吊卡,将装置卡在井口上法兰上;

3.5正常提杆,可以看到,提出杆上的原油被刮得干干净净;同一口井装置安装前后提杆对比效果图(图7,图8)。

抽油杆上的油较稀较少时,装置出液口的丝堵可不用卸掉,直接将油刮到油管内,不产生地面污染。抽油杆上的油多较稠时,卸掉装置出液口的丝堵,接上弯脖,将污染处于可控状态。下杆时可接上弯脖,将井内的试压水流到桶内倒走,避免了试压水溢流造成的井口污染。

经济效益:据统计2017年1-8月我大队因为风大提杆飘油造成停工100余井次,累计960小时,合计40天,因抽油杆飘油造成工农关系15口井,累计误工360小时,累计青苗赔偿3.2万元左右,2018年我大队共作业有杆泵井842口井,每口井的清污费用不算人工光车辆费用1000元左右(吊车和卡车倾倒垃圾及平推的费用)共计84.2万元,采用此装置后,可大大的减少误工时间、车辆费用和经济损失,经济效益显著。具有较大的推广前景。

参考文献

1.《井下作业》孙树强主编2006年石油工业出版社

2.《井下作业工》中国石油天然气集团公司人事服务中心编2004年石油工业出版社

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