液压起升防喷装置的研制及应用.pdf

2 0 1 1 年第 3 9卷第 5期 石 油机械 CHI NA PE TR0L EUM MACHI NERY ． ． 新产 品开发 液 压 起 升 防 喷装 置 的研 制 及 应 用 高 喜 龙 胜 利油 田分公 司海洋采油厂 摘要针对油 田注水井测试过程 中井 内注水压力高、防喷装置井 口安装难度大、钢丝铠装 电 缆在注水井高压水密封处产 生喷漏等难题 ，研制 了液压起升 三级 防喷装置。该装置主要 由液压起 升系统、液压防喷系统和 电缆传 动系统组成。装置有效解决 了注水 井安装 防喷装置 需配备 吊车， 费时费力的问题 ；采用手压泵控制三级液压 密封 ，解决 了井 口防喷装置喷漏 的问题。胜利油田现 场应用表 明，该装置提高 了注水 井分层测试 的安全性和测试效率，能够及 时准确地录取水井测试 资料和根据开发要求进行分层调配，为油 田开发提供 了可靠的手段。 关键词 高压 液压起升 防喷装置 分层测试 分层调配 0 引 言 在对油 田注水井进行分层流量测试和分层调配 时 ，由于 注 人 水 压 力 比较 高 ，需 安 装 井 口防 喷 装 置 ，便于钢丝铠装 电缆和测 井仪器在 注水井 内起 下。过去的施工方式是采用 吊车将井 口防喷装置吊 起 ，施工人员站在井 口上安装操作 ，费时费力 。同 时 ，对 于高压注水井 ，在工具仪器下放和上提过程 中，盘根 因受摩擦损失 ，与电缆间隙逐渐变大 ，造 成井液喷漏 ，增加 了工作难度 和施工 的不安全性 ， 且易产生污水外溢 ，造成环境污染 。 针对上述问题 ，胜利油 田分公 司海洋采油厂在 2 0 0 9年 6月到 2 0 1 0年 6月开展 了液压起 升三 级 防喷 装置的研制工作 ，目的是通过改进防喷装置 的安 装方式 ，避免测试人员站在采油树上安装 防喷装置， 从而提高测试安全性和施工效率；同时，采用水井 液压举升电缆三级密封防喷装置，解决 了海上水井 测试过程 中由于井 口电缆 防喷装置密封不严造成的 喷漏现象 ，避免污染环境 ，提高了经济效益。 l 技术分析 1 ． 1 结构 液压起升 防喷装置分 为 3部分 液压起 升 系 统 、液压 防喷系统和电缆传动系统 。液压起升系统 由固定套 、三角支架 、倾倒液压缸 、举 升液压缸 、 举升套 箍 、三通 闸 阀、液 压 管线 及 手 动泵 组 成 见 图 1 ；液压 防喷系统由液压控制防喷器 、防喷 管 、防喷管连接 由壬 、液压管线及手动泵组成 。 l 2 3 图 1 液压举升 系统结构 图 l 一 固定手轮及螺杆 ；2 一起 吊下支架 ；3 一防喷 管 ； 4 一 举 升 液压 缸 ； 5 一 起 吊支 架板 总成 ； 6 一 倾 倒 液 压 缸 ； 7 一 液 压 管线 连 接 手 动 液压 泵 。 1 ． 2 工作原 理 1 ． 2 ． I 液压起 升 系统 液压起升防喷装置利用液压手动泵向液压起升 装置的大液压缸 内打液压油 ，利用高压液压油推动 活塞及推杆 ，从而推动起升支架上升 ，井 口防喷管 总成 安装 在起 升支 架 套箍 内并 固定 。当 防喷管 总成 及 防喷盒总成竖直后 ，将防喷管下部密封接头的紧 固手轮松开 ，密封接头在重力作用下插入井 口短节 的接 口上 ，用 由壬套箍拧紧。由于仪器及钢丝铠装 电缆已装在 防喷管 内，再试压并 打开井 口测试 闸 门，保证测试和调配正常施工。 石 油机械 2 0 1 1 年第3 9卷第 5期 1 ． 2 ． 2三 级 液 压 控 制 防 喷 系统 当手动液压泵向液压控制防喷盒加压时，高压 液压油流 经液压 管 线 。快 速接 头进 入 中喷 盒 ，这 时 高压液压油分别流向上、中、下 3个液压缸内，上、 中、下 3个活塞下行 ，压 向密封盘根。密封 盘根在 高压力的作用下产生变形 ，紧紧挤住钢丝铠装电缆， 这样会使 井内的少量高压水在第一、二级密封后 ， 从钢丝铠装 电缆缝隙流经溢流管线进入污水池 内。 由于钢丝铠装 电缆在井 内需上提下放，进行测试时 会磨损密封盘根 ，仍会有很少液体向上溢出，从溢 流管流向污水池 ，此时可再启动液压泵加压 ，迫使 密封盘根收缩，以保证注水井正常测试。 三级液压控制防喷装置是在原二级液压控制防 喷装置的基础上 ，再增加 1级阻流，在第 2级上部 再装 1个溢流接头 ，使之与第 2级溢流管道并联 ， 且从同一根溢流管线流到污水池中；再在第 2级防 喷上部连接 I根液压管装在 防喷器里 ，使之与第 1 、2级液压控制 系统相通 ，从而用 1根液压管线 控制 3级密封装置 ，提高 了测试 安全性和施工效 率。改进前二级 防喷系统如图 2所示 ，改进后三级 防喷系统如图 3所示。 d 图2改进前二级 防啧 系统结构 图 1 一防喷管 ；2 一 防喷盒 ；3 一下活塞 ；4 、1 O 一弯快速接头 ； 5 一 液 压 缸 体 ； 6 一 上 丝堵 ； 7 一 上 活 塞 ； 8 一 上 盘 根 ； 9 一 隔 垫 ； 1 1 一密封 套 ； 1 2 一下盘根 ； 1 3 一下丝堵 ； 1 4 一 阻流管。 1 9 L 7 1 6 图 3改进后 三级防喷 系统结构图 1 一防喷管；2 一阻流管 ；3 一下丝堵 ；4 一下防喷盒 ； 5 一弯快速接头 ； 6 一密封套 ； 7 一 中防喷盒 ； 8 一 隔垫 ； 9 一由壬； 1 O 一 中活塞 ； 1 】 ～ 传压管 ； 1 2 ～上液压缸 ； l 3 一 上 丝堵 ； 1 4 一 下活 塞 ； l 5 一 上防 喷 盒 ； 1 6 一溢 流 快 速接头 ； 1 7 一上溢流接头 ； l 8 一上活塞 ； 1 9 一 下液压缸 。 1 ． 2 ． 3钢 丝铠装 电缆 下 井传 动 系统 钢丝铠装 下井 电缆传动 系统 由上滑轮 、下滑 轮 、上滑轮底座和下滑轮支架等组成。 1 ． 3 主 要技术 参数 液 压防喷 器工作压 力 8 0 MP a ； 防喷管耐压 8 0 MP a ； 适用钢丝铠装电缆规格 5 ． 6 m m； 液压管线耐压 6 0 MP a ； 手动泵工作压力 6 3 M P a ； 液压起升架最大起升 能力 4 ． 5 m 防喷管 6 0 k g ，3 m防喷管 1 0 0 k g ，2 m防喷管 1 5 0 k g 。 2 操作规程及注意事项 液压起升防喷装置操作中必须注意以下事项。 1 将防喷短节安装在注水井井 口上 ，用管 钳上紧 ，关闭防喷管 ，放空闸门。 2 液压起升支架安装在井 口短节上，调整 位置并拧紧固紧手轮 ，液压管线带快速接头的一端 连接起升支架的三通 ，另一端连接手动泵三通闸阀 的直 通接 口。 3 将防喷管与导 向接头的一端插人起升支 架套箍内，插入位置与起升支架套箍下端平齐，拧 紧 固紧手轮 。 4 以钢丝铠装 电缆液压 防喷装置 中心做钢 丝铠装电缆的马笼头 ，再与下井仪器连接。 5 把滑轮支架套在 防喷盒上 ，拧 紧限位螺 栓到合适程度 ，使滑轮支架能够旋转 ，且不能从防 喷盒上滑落 。 6 将仪器放人防喷管内，把防喷堵头安装在 防喷盒上，连接溢流、液压管线 ，拧紧固定螺丝。 7 安装钢丝铠装 电缆滑轮，调整滑轮槽 与 防喷堵头在一条轴线上 ，拧紧固定螺丝 ；钢丝铠装 电缆放入滑轮槽 内，闭合跳槽挡板。 8 检查所有连接，一切无误。关闭手动泵手 轮、手动泵三通闸阀上与起升支架连接的手轮，按 动手动泵手柄加压，用力拧密封盘根将钢丝铠装 电 缆挤住 ；关闭与防喷盒连接的三通闸阀上的手轮。 9 关闭液压起升支架上三通 闸阀与起升液 压缸连接的手轮 ，打开手动泵与起升支架连接的手 轮及与起升液压缸连接的手轮 ，按动手动泵手柄加 压 ，起升支架在液压缸的作用下开始动作 ，使防喷 管缓 缓升起 。 1 0 防喷管竖直后，关闭液压起升支架上三通 闸阀与起升液压缸连接的联通闸阀；卸松固紧手轮， 使防喷管落入井口短节的密封 口内，上紧连接由壬。 J 1 打开注水井 的井 口测试闸门，使井内液 体充满防喷管后试压 ，确保不渗漏后再打开手动泵 2 0 1 1年第 3 9卷第 5期 高喜龙 液压起 升防喷装置 的研 制及 应用 一 5 5一 三通闸阀上与防喷盒连接的三通闸阀的手轮及手动 泵手轮，使防喷盒液压缸卸压 ，密封盘根松开钢丝 铠装电缆。 1 2 通知测井绞车操作手开始下放下井仪器。 1 3 钢丝铠装 电缆在下放或上提过程 中，发 现液压防喷器溢流过大或上部有溢流时，将与液压 防喷盒相连接的手动泵手轮关闭 ，打开手动泵三通 闸阀上的手轮 ，启动手动泵 ，加压观察无溢流为止 不要加压过大造成上提下放 困难 。 1 4 测试完毕 ，将仪器提到防喷管内 ，启动 液压防喷盒的手动泵 ，加压使盘根抱住钢丝铠装 电 缆 ，关闭井 口测试 阀门，打开防喷管上方空闸门放 掉防喷管 内液体。 1 5 卸开由壬套箍 ，打开起 升支架上三通 闸 阀与起升液压缸连接的手轮 ，启动手动泵 ，打压使 举升防喷管的液压缸工作 ，防喷管上提 ，起升到密 封端面离开防喷短节端面 2 e l T l 时，拧紧 固紧手轮 及 起升 支 架上 的手 轮 。 1 6 打开起升支架上三通闸阀与起 升液 压缸 连接的手轮、手动泵三通闸阀与起升支架连接 的手 轮 ，缓慢打开手动泵手轮 但不可开的过大 。这 时控制手动泵的人要根据倾斜的速度控制好 阀门 回 液流量 ，直到防喷管安全放倒。 1 7 依次拆卸 ，液压管线拆卸后 ，接头要带 E 护 帽 。 3 现场 应用及结论 3 ． 1 现 场应 用 液压 起升 防 喷装 置 于 2 0 1 0年 6月 在 胜 利 油 田 分公司海洋采油厂埕岛区块油田投入现场试验。截 至 目前 ，共在埕岛区块油 田应用该装置进行油水井 测 试 6 2井 次 ，与 过 去 施 工 相 比 ，测 试 人 员 不 必再 爬防喷管进行仪器安装 ，提高了测试工作的安全性 和效率 ，杜绝 了井液喷漏 、渗透等情况的发生 ，确 保 了安 全 清洁 生产 。 3 ． 2结论 1 液压起 升 三级 防 喷装置 的研 制与 应用 ， 避免了测试人员站立在采油树上安装防喷装置的情 况 ，降低 了工人劳动强度 ，提高了测试 的安全性和 施 工效 率 。 2 解 决 了水 井 测 试 过 程 中 由 于 井 口 电缆 防 喷装置密封不严造成的喷水 、漏水现象 ，提高了井 口施工作业的安全系数 ，避免 了环境污染 。 3 有效地 过滤 了大量跟 随钢 丝铠装 电缆带 来 的污水 ，对钢丝铠装电缆也起到了保护作用 ，可 延长电缆使用寿命 ，降低电缆更换成本 。 4 增强了密封性 ，使得水 井测试 资料更 加 准确 ，为地层精确注水提供了有利依据 ，且提高了 经 济效 益 。 参考文献 [ 1 ] 唐高 峰 ，崔 玉海 ，刘 海涛 ，等 ． G Z F高 压 注水 井 口 测试 防喷器 的研 究与 应用[ J ] ．石 油机 械 ，2 0 0 3 ， 3 1 1 1 3 5 3 6 ． 作者简介高喜龙，高级T程师，生于 1 9 6 6年，2 0 0 3 年 7月毕业 于中国科学 院广州 地球化 学研 究所 ，获博 士学 位 ，现从 事 石 油 勘 探 开 发 、科 研 及 管 理 工 作 。地 址 2 5 7 2 3 7 山东省东 营市。电话 0 5 4 6 8 4 8 4 2 2 2 。 收 稿 日期 2 01 1012 6 本文编辑南丽华 信 息广角 宝石 机 械 研 制 出 1 3 0 0 0 k N放 顶 煤 液 压 支架 2 0 1 1年 3月 2 3日，宝鸡 石油机械有限责任公 司研制的 中高端 1 3 0 0 0 k N放顶煤液压支架J F mJ 通过 国 家检测 中心压架试验 ，并在第十届西部 国际煤炭及新能源产业博览会上受到一致好评 。 煤机液压支架作为采煤用的专业安全设备 ，其安全性和可靠性是研制的重点和难点。宝鸡石油机械有 限责任公司经过近 5个月 的努力 ，顺利完成了这种新型煤机液压支架的试制 ，并一举通过了国家安全生产 矿山支护设备检测检验中心的试验。 该顶煤液压支架最高工作高度 4 ． 2 0 m，工作宽度 1 ． 8 6 m，工作阻力 1 3 0 0 0 k N，支护强度 1 ． 2 5 MP a ， 质量 3 6 t 。以液压支架为主体的综采设备可提高产量 ，减轻煤矿工人的劳动强度 ，最大限度地保 障煤矿工 人 的生命 安全 。 李 晓斌