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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:4309
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-22 17:06:34
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

试析油管内连续油管断脱打捞工艺的应用

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 卢宇
资料简介

摘要:随着经济和化工行业的快速发展,油气勘探开发逐步向深部复杂地层推进,深井和超深井在油气田开发中所占比例逐年攀升,这对石油工程技术提出了更高的要求。随着油气田开发技术变革与发展,连续油管的作业范围越来越广泛,但在作业过程中断裂情况时有发生,不但影响油气生产正常进行,同时造成较大的经济损失。连续油管技术经历了多年的发展,其设备和技术已相对成熟,相比于常规管柱,连续油管作业具有连续起下、可以带压作业等技术优势。目前,国外多家油服公司都形成了自主成套的井下连续油管打捞工具系列,然而国内连续油管打捞配套工具研究工作还有待加强。

试析油管内连续油管断脱打捞工艺的应用

卢宇

中海油服油田生产事业部增产中心 天津 300452

摘要:随着经济和化工行业的快速发展,油气勘探开发逐步向深部复杂地层推进,深井和超深井在油气田开发中所占比例逐年攀升,这对石油工程技术提出了更高的要求。随着油气田开发技术变革与发展,连续油管的作业范围越来越广泛,但在作业过程中断裂情况时有发生,不但影响油气生产正常进行,同时造成较大的经济损失。连续油管技术经历了多年的发展,其设备和技术已相对成熟,相比于常规管柱,连续油管作业具有连续起下、可以带压作业等技术优势。目前,国外多家油服公司都形成了自主成套的井下连续油管打捞工具系列,然而国内连续油管打捞配套工具研究工作还有待加强。

关键词:油管;连续油管;断脱打捞

引言

石油资源是较为重要的资源,对于社会经济发展具有重要的影响。连续油管技术是一种在石油天然气工程中常见的技术手段,在打捞解卡中应用此种工艺可以有效的提升工作效率与质量,降低各种安全隐患问题。合理应用此种技术对于石油工业的持续发展来说具有重要的价值与意义。

1连续油管解卡打捞工艺优势特征

相对于传统电缆解卡打捞的方式来说,连续油管技术在实践中具有较为显著的优势。1)通过连续油管作业机进行解卡打捞可以有效的实现各种钻井液体的循环应用,可以利用流体高压进行冲洗,射流以及溶解落鱼附件中的岩屑以及泥沙等,可以有效的冲洗鱼头顶部。2)在直井以及大斜度的井中可以利用较大的轴向力振动或者拉出一些重量较大的落鱼。3)可以同时完成以上几种操作。

2油管打捞技术难点

在实际作业的过程中,连续油管是折断后入井的,其断口非常不规则,总体呈现椭圆状,为了有效完成打捞作业,需要进行对鱼头的修整工作。由于油管的内径为76毫米,鱼头的直径选择在了89毫米,为了保证井下工具顺利入井,将井下工具的最大外径控制在了72毫米。油管的长度为4708米,总重量超过了273KN,连续油管的底端已窜出油管鞋坠入到油井的底部,套管内部也发生了一定的弯曲显现,在抓住落鱼上提的过程中,经过仿真计算可能会产生比较大的阻力,发生正弯曲的可能性会比较大,但不会发生盘旋弯曲的现象,打捞阻力在合理的范围之内。由于鱼头形状的限制,导致智能从连续油管外部对鱼头进行打捞,由于连续油管的内径变化比较大,如果采用内捞的方式,非常容易将鱼头涨裂,最终导致打捞的失败。此外,在进行下方加压的过程中,容易导致落鱼出现弹性压缩的现象,加压的大小不容易受到控制,由于连续油管具有韧性扭力的特性,如果采用旋转工具容易造成旋转扭力弹性的产生,在实际施工的过程中,应该有效对该因素进行考虑。

3打捞处理方法及应用

3.1打捞卡瓦抓获性能分析

打捞卡瓦是抓获落鱼的关键部件,连续油管穿入卡瓦内部后,卡瓦径向受张力导致卡瓦变形,卡瓦本体内部的螺纹在卡瓦穿入过程中逐渐咬紧连续油管外壁,此后上提管柱打捞,卡瓦在卡瓦座的斜面作用下径向收缩,进一步紧紧咬住连续油管,完成抓获。采用 ANSYS 软件对打捞卡瓦工作过程进行有限元计算分析。将打捞卡瓦和连续油管固定约束,再给定卡瓦座的轴向载荷。当施加载荷为 10.0 kN 时,打捞卡瓦收缩后的最大应力为 946.11 MPa,主要分布于卡瓦上部的圆孔区域,这是由于卡瓦收缩过程圆孔处变形量大而引起的应力集中现象;而连续油管本体最大应力为329.88 MPa,其分布特点为径向均匀分布,与打捞卡瓦下部的几何形态相对应。模拟结果表明:打捞卡瓦变形特点符合预期,并且抓获过程中连续油管本体应力均匀分布,并不会对连续油管本体强度产生破坏性影响。

3.2连续油管打捞解卡应用

在应用过程中要首先分析其经济效益,分析评估井史资料、跟踪信息的整理分析,实现对工艺组合的优化分析,制定打捞解卡计划,根据要求进行有效的检查以及安装 ;可以实现对打捞解卡工作的处理。在打捞解卡中要基于科学的方式进行客观、精准的评价,分析连续油管打捞作业的可行性,对打捞成本实现精准的估算分析。通过连续油管应用中要根据实际状况确定打捞的方式,根据具体结果进行评定分析,要分析成功率以及经济效益,合理应用。打捞之前要精准地分析研究落鱼状况,综合作业工况,通过科学的方式进行设备、部件以及数据曲线等井下作用涉及分析,分析内容,判定打捞作业的可行性。分析井下落鱼状况,对其进行精准的判断分析,要综合分析在打捞中出现的各种可能性影响因素。如果在施工中其打捞失败则可以对连续油管技术合理应用。通过对井下影像技术、下放电缆印模技术等方式合理确定落鱼的具体位置。在进行下放入井之前要根据规范要求进行铅模的检查分析,在下放过程中要避免因为碰撞而出现的变形等问题。进行工艺组合优化中要分析经济效益等多重因素,合理的选择施工工艺以及施工工序,达到优化组合连续油管技术,提升打捞解卡的实际应用效果。在打捞中要观察仪表状况 ;定点作业中要预防出现发动机熄火等问题。到达水平段的时候,会产生螺旋效应,对此要禁止强行操作,要在每分钟 10 cm~15 cm 的速度进行操作。而对于高于 100 m 沉砂则可以通过分段冲砂的方式合理应用。

3.3卡点以上管柱的处理

卡点确定以后,就可以按以下两种方法对上部管柱进行处理。第一,通过上提下放等方式活动井内管柱以达到解卡目的,同时可利用液压转盘等旋转工具在相应扭矩范围内转动配合解卡 ;必要时使用辅助类工具进行辅助解卡(如:地面震击器、液压助力器)。第二,实施倒扣作业,确定卡点位置后,上提管柱,使卡点上部管柱受拉力,下部受压,此时倒扣卡点的反扭矩最小,能最大数量倒出上部管柱。若没有成功从卡点处倒开,那么继续倒扣,直到卡点为止。

3.4打捞施工

下 Φ63.0 mm 打捞工具串进行连续打捞作业,打捞工具串从下至上依次为:Φ63.0 mm 打捞工具+Φ54.0 mm 转换接头+Φ54.0 mm 马达头总成+Φ50.8mm 连接器+Φ50.8mm 连续油管。利用该工具组合进行打捞,打捞过程中判断落鱼管柱硬卡严重,后续进行连续打捞作业,鱼顶均可经过下压顺利引入,抓获率 100%,且鱼顶引入瞬间地面可以通过泵压明确判断,历次捞获率 100%。YT1-9 井共计下打捞工具 13 次,捞获 13 段,捞获率 100%,其中第 6 次和第 9 次剪切连续油管,完成剪切打捞,第 4 次剪钉虽然剪断,但是因管体拉断载荷小于剪切卡瓦剪切值,剪切机构未工作,其余 10 次均为连续油管拉断。共计捞获连续油管长度 2 851.87 m,其中最小捞获长度 0.27 m,最长 837.40 m,充分说明了该打捞工具性能的可靠性。在打捞作业实施过程中,凭借着连续油管作业机的快速起下特点,在 24 h 内可以完成 1.5 趟提下作业(包括安装、工具连接、试压和鱼顶引入等流程),施工过程连续油管作业起下速度可达 20.0 m/min,相比于常规管柱,打捞效率至少提升 4 倍,充分体现出连续油管用于打捞作业时效率高的优势。

结语

在石油生产工作中要重视打捞解卡工作,通过传统打捞技术无法满足实际需求,而利用连续油管技术,在各种工艺以及钻具组合应用状况之下可以提升打捞解卡作业质量,进而提升整体经济效益。

参考文献 :

[1] 周宇飞 . 浅谈油田井下管杆类落物打捞处理 [J]. 中国石油和化工标准与质量,2014,(08).

[2] 刘军,赵再生,等 . 新型修井冲砂变径打捞矛 [J]. 石油机械,2010.

[3]窦益华,刘曼,郑杰,等.新型双卡瓦可退式连续油管打捞工具的设计与有限元分析[J].机械制造,2019,54(1):74-76,80.