论文部分内容阅读
摘要 在油田修井作业施工中，由于砂堵、杆断、工具失效等原因，造成的冒喷提管柱施工大量存在，是造成修井施工环境污染的重要原因之一，多年以来无法得到有效解决。针对喷提管柱的施工特点，研制7专用喷提工具——密闭式喷提防污器，通过在多口井的现场试验获得成功，并具有结构简单、加工成本较低、安装方便、实用性强的特点，推广应用后获得了明显的经济效益和社会效益。
关键词 环境污米；喷提漏斗；密闭式喷提防污器；应用
1前言
在油田修井作业施工中，由于砂堵、杆断、工具失效等原因，造成的冒喷提管柱(即油管内井液无法正常泄入井内，卸开油管后井液喷溅在地表)施工大量存在，是造成修井施工环境污染的重要原因之一，目前使用的工具存在一定程度的缺陷，严重影响使用效果，多年以来无法得到有效解决。
因此，根据喷提管柱的施工特点和油管结构，研制出一套密闭回收装置，有效解决目前施工中存在的喷提污染现象，对环境保护工作具有重要的现实意义。
2目前存在问题及污染成因
目前，喷提污染防治工具主要依靠漏斗式喷提器。其工作原理是：将喷提漏斗连接在一侧套管闸门上，将油管卸开后，在井液流出时将油管下湍快速推至喷提漏斗内，使井液流入漏斗中，经回流管进入井筒环空。
2.1漏斗式喷提器存在的问题
(1)回收方式属于开放式回收，喷提管柱时，由于井液出口与喷提漏斗之间存在一定距离和高度，相当一部分井液在冲人喷提漏斗后又从喷提漏斗上溅出，在井口附近常形成严重的喷溅污染区，污染液在井场大面积漫流。
(2)在带抽油杆冒喷提施工中，由于抽油杆妨碍了油管的推送，造成无法使用喷提漏斗；而在大修队钻杆冒喷提时，由于大修钻台的存在，喷提漏斗同样也无法应用。
(3)工具体积较大(漏斗端直径为400-450mm，长度大干500mm)，对井口空间条件要求较高，当施工井口存在死角或空间有限时，喷提漏斗无法安装使用。
以上问题的存在严重影响了漏斗式喷提器的使用效果。污染液回收率平均为5565％，大约三分之一的井液在回收过程中喷溅在地面，造成环境污染。
2.2冒喷提管柱中喷溅污染形成的特点分析
(1)在油管上提过程中，油管内的井液在气体或自身惯性的作用下从油管顶端溢出或喷出，污染程度随油管上提高度的增加而增大。
(2)井口油管卸扣上提时，油管内的井液在液柱压差的作用下从油管下端喷出，是冒喷提管柱施工污染形成的主要原因。
3密闭式喷提防污器的研制
根据冒喷提管柱的施工特点，针对性地研制密闭式喷提防污器，在污染液溢出油管之前就将其封闭，并直接回流入井，不仅能有效解决冒喷提管柱对环境造成的油水污染，同时也有利于施工现场的标准化和规范化，有利于推行无污染作业施工。
3.1主要结构
该系统主要由三部分构成：
(1)防溢堵头
主要由空心丝堵、凡尔球、凡尔座、弹簧、手柄、保险等部件组成。其作用是在油管顶端形成单项密封，使井液在油管上提过程中不能溢出，但当井液向下流动时又能及时打开，保障井液流动的通畅性。
(2)井口防污密闭壳体
主要由主壳体、密封元件、卡瓦、锁紧手柄、悬挂吊环、液流出口接头等部件组成。其作用是在井口部位形成一个密封空间，防止液流喷溅污染。
(3)回流管汇
主要由回流软管、快速接头等部件组成。其作用是建立井口防污密闭壳体内的污染液流入井筒的通道。
3.2工作原理
上提油管之前，将油管防溢堵头与油管接箍连接，安装好保险后上提油管。将已提出井口的油管公扣完全卸开，暂不上提油管，将密闭式喷提防污器扣合在油管上，使密闭式喷提防污器下卡瓦卡在油管接箍处，并用锁紧手柄将两侧壳体扣紧，司钻缓慢上提油管10～25cm，此时油管内的污染液在泄出油管后被密闭在主壳体内，通过回流软管回流至井内环空，待管柱内液体全部流出后，将扣合的锁紧手柄打开，将密闭式喷提防污器从油管上卸下归位。
该系统通过对油管顶端及井口部位及回流通道的密封，彻底解决了喷提施工中井液喷溅的问题。
3.3创新点
主要包括以下几个方面：
(1)井液回收方式为封闭导流方式，彻底解决了污染液喷溅问题。对喷提污染液的出口(油管公扣与下根油管接箍连接处)采取封闭导流的方式，使油管内井液通过回流软管回流至井内，彻底解决污染液喷溅问题。
(2)采用了皮碗式胶皮密封元件，具有自密封功能。该装置两端密封圈被设计成皮碗式，装置整体密封压力可达O.5MPa(井口液柱压力为0.1MPa)，并且具有受压越高则承压越高的特性，充分满足了现场施工需要。
(3)装置连接结构具備自锁功能，操作可靠性高。由于密闭式喷提器主壳体采用活页式连接，为防止两瓣主壳体在操作中出现意外打开的情况，将锁紧机构设计为过盈配合，锁紧后手柄转向主壳体，此时壳体受力越大则锁紧力越大，保证了装置功能的可靠性。
(4)固定方式采用了吊绳悬挂式，现场适应性强。采用吊绳悬挂，无安装死角，对井口空间要求低，在油田常规修井作业施工中均可使用。
(5)使用方式灵活。在带抽油杆冒喷提及大修队钻杆冒喷提施工中，该工具同样可以方便的使用。
4应用效果
该装置初步加工完成后，在ST3—9C120井等5口井上进行现场试验，在试验中暴露出三个方面的问题：一是密封件在使用3口井后出现损坏现象；二是下部接箍卡瓦松动，造成喷提器被油管带起；三是固定把手配合间隙过大，造成壳体闭合不紧。针对出现的问题，通过加厚密封胶条、改进卡瓦牙结构和加工工艺等方法，解决了上述问题。系统改进之后，又先后在胜坨油区进行了40余井次的小范围试用，现场喷提污染现象基本杜绝，有效地改善了作业现场施工环境。
以胜坨油区为例：该区年均喷提井在650井次左右，按单井污染治理费平均为2000元(不包括环保污染罚款)，年可节约污染治理费用2000×650=130万元，同时减轻了对油区环境造成的影响。
5几点认识
(1)密闭式喷提防污器的应用，一是避免了严重的环境污染，降低施工成本；另一方面减轻了现场施工强度和无效工作量。
(2)该防污染工具的应用有利于施工现场的标准化和规范化。
(3)该装置结构简单、成本较低、安装方便、实用性强，具有良好的推广应用价值。
关键词 环境污米；喷提漏斗；密闭式喷提防污器；应用
1前言
在油田修井作业施工中，由于砂堵、杆断、工具失效等原因，造成的冒喷提管柱(即油管内井液无法正常泄入井内，卸开油管后井液喷溅在地表)施工大量存在，是造成修井施工环境污染的重要原因之一，目前使用的工具存在一定程度的缺陷，严重影响使用效果，多年以来无法得到有效解决。
因此，根据喷提管柱的施工特点和油管结构，研制出一套密闭回收装置，有效解决目前施工中存在的喷提污染现象，对环境保护工作具有重要的现实意义。
2目前存在问题及污染成因
目前，喷提污染防治工具主要依靠漏斗式喷提器。其工作原理是：将喷提漏斗连接在一侧套管闸门上，将油管卸开后，在井液流出时将油管下湍快速推至喷提漏斗内，使井液流入漏斗中，经回流管进入井筒环空。
2.1漏斗式喷提器存在的问题
(1)回收方式属于开放式回收，喷提管柱时，由于井液出口与喷提漏斗之间存在一定距离和高度，相当一部分井液在冲人喷提漏斗后又从喷提漏斗上溅出，在井口附近常形成严重的喷溅污染区，污染液在井场大面积漫流。
(2)在带抽油杆冒喷提施工中，由于抽油杆妨碍了油管的推送，造成无法使用喷提漏斗；而在大修队钻杆冒喷提时，由于大修钻台的存在，喷提漏斗同样也无法应用。
(3)工具体积较大(漏斗端直径为400-450mm，长度大干500mm)，对井口空间条件要求较高，当施工井口存在死角或空间有限时，喷提漏斗无法安装使用。
以上问题的存在严重影响了漏斗式喷提器的使用效果。污染液回收率平均为5565％，大约三分之一的井液在回收过程中喷溅在地面，造成环境污染。
2.2冒喷提管柱中喷溅污染形成的特点分析
(1)在油管上提过程中，油管内的井液在气体或自身惯性的作用下从油管顶端溢出或喷出，污染程度随油管上提高度的增加而增大。
(2)井口油管卸扣上提时，油管内的井液在液柱压差的作用下从油管下端喷出，是冒喷提管柱施工污染形成的主要原因。
3密闭式喷提防污器的研制
根据冒喷提管柱的施工特点，针对性地研制密闭式喷提防污器，在污染液溢出油管之前就将其封闭，并直接回流入井，不仅能有效解决冒喷提管柱对环境造成的油水污染，同时也有利于施工现场的标准化和规范化，有利于推行无污染作业施工。
3.1主要结构
该系统主要由三部分构成：
(1)防溢堵头
主要由空心丝堵、凡尔球、凡尔座、弹簧、手柄、保险等部件组成。其作用是在油管顶端形成单项密封，使井液在油管上提过程中不能溢出，但当井液向下流动时又能及时打开，保障井液流动的通畅性。
(2)井口防污密闭壳体
主要由主壳体、密封元件、卡瓦、锁紧手柄、悬挂吊环、液流出口接头等部件组成。其作用是在井口部位形成一个密封空间，防止液流喷溅污染。
(3)回流管汇
主要由回流软管、快速接头等部件组成。其作用是建立井口防污密闭壳体内的污染液流入井筒的通道。
3.2工作原理
上提油管之前，将油管防溢堵头与油管接箍连接，安装好保险后上提油管。将已提出井口的油管公扣完全卸开，暂不上提油管，将密闭式喷提防污器扣合在油管上，使密闭式喷提防污器下卡瓦卡在油管接箍处，并用锁紧手柄将两侧壳体扣紧，司钻缓慢上提油管10～25cm，此时油管内的污染液在泄出油管后被密闭在主壳体内，通过回流软管回流至井内环空，待管柱内液体全部流出后，将扣合的锁紧手柄打开，将密闭式喷提防污器从油管上卸下归位。
该系统通过对油管顶端及井口部位及回流通道的密封，彻底解决了喷提施工中井液喷溅的问题。
3.3创新点
主要包括以下几个方面：
(1)井液回收方式为封闭导流方式，彻底解决了污染液喷溅问题。对喷提污染液的出口(油管公扣与下根油管接箍连接处)采取封闭导流的方式，使油管内井液通过回流软管回流至井内，彻底解决污染液喷溅问题。
(2)采用了皮碗式胶皮密封元件，具有自密封功能。该装置两端密封圈被设计成皮碗式，装置整体密封压力可达O.5MPa(井口液柱压力为0.1MPa)，并且具有受压越高则承压越高的特性，充分满足了现场施工需要。
(3)装置连接结构具備自锁功能，操作可靠性高。由于密闭式喷提器主壳体采用活页式连接，为防止两瓣主壳体在操作中出现意外打开的情况，将锁紧机构设计为过盈配合，锁紧后手柄转向主壳体，此时壳体受力越大则锁紧力越大，保证了装置功能的可靠性。
(4)固定方式采用了吊绳悬挂式，现场适应性强。采用吊绳悬挂，无安装死角，对井口空间要求低，在油田常规修井作业施工中均可使用。
(5)使用方式灵活。在带抽油杆冒喷提及大修队钻杆冒喷提施工中，该工具同样可以方便的使用。
4应用效果
该装置初步加工完成后，在ST3—9C120井等5口井上进行现场试验，在试验中暴露出三个方面的问题：一是密封件在使用3口井后出现损坏现象；二是下部接箍卡瓦松动，造成喷提器被油管带起；三是固定把手配合间隙过大，造成壳体闭合不紧。针对出现的问题，通过加厚密封胶条、改进卡瓦牙结构和加工工艺等方法，解决了上述问题。系统改进之后，又先后在胜坨油区进行了40余井次的小范围试用，现场喷提污染现象基本杜绝，有效地改善了作业现场施工环境。
以胜坨油区为例：该区年均喷提井在650井次左右，按单井污染治理费平均为2000元(不包括环保污染罚款)，年可节约污染治理费用2000×650=130万元，同时减轻了对油区环境造成的影响。
5几点认识
(1)密闭式喷提防污器的应用，一是避免了严重的环境污染，降低施工成本；另一方面减轻了现场施工强度和无效工作量。
(2)该防污染工具的应用有利于施工现场的标准化和规范化。
(3)该装置结构简单、成本较低、安装方便、实用性强，具有良好的推广应用价值。