行业知识点
防喷盒失效的分析及控制
2022-06-29 16:24:46


一、连续油管井控特点和防喷盒工作原理

在传统的接头油管钻井和修井作业中,井眼裸露于地表,循环液以接近常压方式回流至罐内,井控的主要屏障是平衡地层压力的钻井液和修井液,而当这些屏障失效时才用第二道屏障-----井控装置。连续油管作业是以当前地面压力为工作压力,其主要屏障是位于注入头和多闸板防喷器之间的防喷盒

连续油管专用防噴盒

如图1所示,通过控制液压推动液缸压缩连续油管外缘上的弹性胶芯实现封隔,用于在起下油管时隔离井筒压力,其次才是防喷器。

二、失效原因

防喷盒失效,实质是胶芯无法阻止井内压力,导致井内油气水外溢,使作业措施无法进行,造成环境污染,给油气井带来严重的安全风险。因此必须使防喷盒处于有效控制状态,以满足HSE和工程施工的要求,杜绝作业风险。对于防喷盒失效,本文以HRC2.625TL连续油管车采用的DSA4   4.06”侧门防喷盒为例,通过在近2年施工作业分析,其原因为:液路控制失效;抗挤环磨损严重;铜补芯磨损严重;连续油管外表不清洁;操作不当。

三、原因分析及控制措施

1. 液路控制失效

施加了控制压力,但防喷盒液缸不能有效推动胶芯动作,这主要是由于液压控制软管连接不当,液路有泄露和污染,快速接头没按压到位,造成液压压力不能传递到防喷盒液缸推动胶芯。在连续油管设备中,防喷盒控制液路相对简单,在日常维护保养中和操作前,应注意检查液路和密封件,保证液路正常的工作压力和液压油的清洁。在寒冷地区施工,还要注意防止水、雪进入液路,以免结冰堵塞管线。在安装连接时要保证液压管线连接正确和连接到位。

2. 抗挤环磨损严重

图2 新旧抗挤环对比图

由于抗挤环磨损严重,胶芯在液缸的推动下,除产生径向变形围绕连续油管外壁封隔井内压力和流体外,还会在轴向上挤入非挤压环磨损消耗产生的间隙,胶芯上部中心突起,从而影响封隔效果。

 3. 铜补芯磨损严重


图3 新旧铜补芯对比图

由于连续油管起下时在引导衬套内壁刮搽,随着工作时间增长,补芯内壁由于受损,孔径增大。补芯材质是黄铜,除引导连续油管经过胶芯外,还要在短距离内、在管子的弹性形变内消除管子的剩余弯曲,使管子处于竖直状态,以保证封隔效果。如图所示,由于使用中的磨损使孔径增大,使管子在经过防噴盒时由于管子的剩余弯曲造成在液压作用下胶芯处于径向上的动态工作效果,造成胶芯与管子之间密封不严。同时上补芯孔径增大还会加剧抗挤压环磨损,下补芯孔径增大与抗挤压环磨损所造成的后果一致。

4. 连续油管外表不清洁

由于连续油管外表不清洁,其表面不平整会影响封隔效果,同时使补芯和胶芯内壁提前受到伤害。因此,在起下过程中,应除去管子表面的泥砂、铁锈等积垢,在下管时若管子表面太干燥,可抹少量油润滑。若作业有腐蚀介质,起管时要清洁管子表面,避免连续油管在滚筒上由于腐蚀产生铁锈和坑蚀。

5. 操作不当

由于操作不当,在作业中密封不严,会造成井内油气水外泄的环境污染,增加施工风险,同时也会大大降低胶芯的使用寿命。因此操作时应注意用最小液压防止溢流产生。对于一次的操作或一次施工还要结合上次施工和一段时期连续油管外表和该胶芯的使用情况施加适合的液压压力进行控制。猛施液压,胶芯中心成大肚状不仅使用井次减少而且在作业中还易造成油气水外泄。

作业前的试压也很重要其目的除了检查装置的密封状况外还为操作者对于该井作业应施加多大的防喷盒液压压力得以有效控制井口提供了依据。

四、结论

实践证明只要合理维护、精心操作是能够使防喷盒处于有效控制状态满足连续油管进行各种施工作业的。

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