井下作業(yè)提升系統(tǒng)分析研究

狄?guī)?勝利油田濱南采油廠作業(yè)大隊作業(yè)19隊 山東 濱州 256600)

根據(jù)現(xiàn)場實際和統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在井下作業(yè)提升系統(tǒng)中，最容易出現(xiàn)問題的就是井架和地錨樁兩個部分。目前井下作業(yè)提升系統(tǒng)工作主要在惡劣的野外環(huán)境中，而且作業(yè)的位置不固定，一口井作業(yè)完畢后，井下作業(yè)的提升系統(tǒng)需要拆卸，當(dāng)進(jìn)行下一口井作業(yè)時，再將井下作業(yè)提升系統(tǒng)安裝好，在反復(fù)的安裝和拆卸的過程中，容易對井下作業(yè)提升系統(tǒng)裝置造成相應(yīng)的破損，導(dǎo)致了井下作業(yè)系統(tǒng)提升裝置中存在各個各樣的缺陷，井下作業(yè)提升系統(tǒng)的缺陷大大的降低了作業(yè)提升系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和安全性，給提升系統(tǒng)所能夠承載的載荷產(chǎn)生了巨大的影響，給井下作業(yè)提升系統(tǒng)帶來了潛在的安全威脅。如何準(zhǔn)確的判斷井下作業(yè)提升裝置承載能力，確定井下作業(yè)提升系統(tǒng)裝置的安全等級，是目前需要重點(diǎn)研究解決的問題。在井架設(shè)計理論與安全分析時，通常會假設(shè)井下作業(yè)提升系統(tǒng)各個構(gòu)件是完好的，沒有相應(yīng)的缺陷，在安裝的過程中也滿足設(shè)計的要求。這和現(xiàn)場井下作業(yè)提升系統(tǒng)的實際有一定的差異。由于井下作業(yè)提升系統(tǒng)的復(fù)雜性，缺陷種類各個各樣，到目前還沒有得到準(zhǔn)確的分析判斷方法，在實際的分析過程中，主要通過對現(xiàn)場的井下作業(yè)提升系統(tǒng)進(jìn)行實際測量及測試，通過實際測量的結(jié)果進(jìn)行有針對性的，對井下作業(yè)提升系統(tǒng)進(jìn)行分析與評價，這種方法更具有實用性和針對性。

一、井下作業(yè)提升系統(tǒng)井架測試分析

通過測試分析可以得到井下作業(yè)提升系統(tǒng)承載能力和安全性，開展相應(yīng)的分析與實驗，結(jié)合實際井架提升系統(tǒng)工作條件，從而得到提升系統(tǒng)井架最大承載能力和適用的條件。井架測試的基本工作原理是，當(dāng)井架受到外界的載荷之后，井架會發(fā)生相應(yīng)的變形，變形的大小和載荷的大小有關(guān)，載荷越大，變形越嚴(yán)重。通過利用應(yīng)變計的方法，可以測量出井架中某個點(diǎn)的變形的大小。根據(jù)井下作業(yè)提升系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理的將應(yīng)變計布置到井架構(gòu)件中，井架構(gòu)件在外力的作用下，會發(fā)生變形，此時應(yīng)變計的電阻值就會發(fā)生相應(yīng)的改變，再利用電信號的處理裝置，將應(yīng)變計電阻的變化情況放大，并且表示處理出來，這樣就得到了外力的大小和井下作業(yè)提升構(gòu)件的變形的關(guān)系，從而為后續(xù)的理論分析和安全評價奠定基礎(chǔ)。

在前期研究以及取得的成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過不斷的改進(jìn)，在井下作業(yè)提升系統(tǒng)井架的測試過程中，可以在作業(yè)井架上采取分層設(shè)置測量點(diǎn)的方法，重點(diǎn)的分析井架第一層橫梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全性。和常規(guī)的大型鉆井井架相比較，井下作業(yè)提升系統(tǒng)的井架結(jié)構(gòu)相對的簡單一些，因此可以適當(dāng)?shù)臏p少測量的點(diǎn)。應(yīng)變片都具有特定的靈敏系數(shù)，應(yīng)變片的性能直接制約著測試的準(zhǔn)確性，因此需要盡量的選取靈敏度高的應(yīng)變片，在使用之前要進(jìn)行應(yīng)變片的校正，保證應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)在測量儀器要求的范圍內(nèi)，在使用的過程中，只需要將測量儀器的中靈敏度系數(shù)和應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)調(diào)節(jié)成相同即可。應(yīng)變片的電阻會隨著外力的改變而改變，同時溫度的改變也會影響到應(yīng)變片電阻的變化，為了能夠消除溫度對于應(yīng)變片電阻的影響，在測量電路系統(tǒng)中，安裝溫度補(bǔ)償裝置，利用該裝置可以消除溫度的變化對于應(yīng)變片電阻的影響。測試系統(tǒng)在測量的過程中難以避免的會存在誤差，誤差主要分為系統(tǒng)的誤差和測量的誤差，系統(tǒng)誤差和設(shè)備的精度、測量的方法等有關(guān)系，系統(tǒng)的誤差是不能夠避免，只能夠通過間接的方法進(jìn)行修正或者改進(jìn)。測量的誤差主要是由于測量人員的疏忽造成的誤差，測量誤差出現(xiàn)的概率滿足概率統(tǒng)計分布規(guī)律，通過利用多次測量取平均值的方法，可以有效的減少測量的誤差。二、井下作業(yè)提升系統(tǒng)井架安全性影響因素

井下作業(yè)井架在工作時，會面臨到各種各樣的腐蝕和損害，包括拆卸和安裝過程中造成的損害，惡劣的天氣對于井架的損害和腐蝕，導(dǎo)致了井下作業(yè)井架存在著各種各樣的缺陷。井下作業(yè)井架的變形，當(dāng)井架系統(tǒng)安裝完畢后，就會存在井架系統(tǒng)的變形，即使是新井架在安裝完畢后，也會存在一定的變形，只是變形的量較小。隨著井架工作年限的增長以及反復(fù)的拆卸和安裝，井下作業(yè)的井架系統(tǒng)的變形量會不斷的增大，如果變形的量過大，將會影響到井架整體的強(qiáng)度。桿件構(gòu)件的彎曲也是影響到井架安全性的重要因素，井下作業(yè)井架系統(tǒng)中，桿件構(gòu)件彎曲的數(shù)目和彎曲的程度是衡量井架性能的重要指標(biāo)。在井下作業(yè)提升系統(tǒng)實際應(yīng)用中，由于作業(yè)井架支腿的彎曲而造成井架系統(tǒng)強(qiáng)度下降的現(xiàn)象，已經(jīng)非常的普遍。井架的腐蝕也是影響到井架安全性的重要指標(biāo)。節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度的大小直接會影響到井架整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度主要包括各個部件的焊接處和螺栓螺母連接處的強(qiáng)度。井下作業(yè)提升系統(tǒng)井架整體的受力平衡性，也會影響到井下井架的安全性，在井架的設(shè)計時，設(shè)計非常重要的一個標(biāo)準(zhǔn)是，整個井架所受到的力要平均的分不到四個支腿上，但是在實際的安裝使用過程中，由于地形、井架本身結(jié)構(gòu)等原因，井架四個支腿受力的不均勻性，造成了系統(tǒng)的偏心，系統(tǒng)的偏心會大大的影響到井架工作的穩(wěn)定性和安全性。通過以上對影響到井架安全性的影響因素分析，為以后作業(yè)井架的設(shè)計和使用奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)束語

井下作業(yè)是油田持續(xù)高效生產(chǎn)的重要的保證，井下作業(yè)提升系統(tǒng)是完成各項井下作業(yè)任務(wù)的基礎(chǔ)，井架作為提升系統(tǒng)的核心部件，其工作的穩(wěn)定性和安全性需要重點(diǎn)的研究。當(dāng)井架受到外界的載荷之后，井架會發(fā)生相應(yīng)的變形，變形的大小和載荷的大小有關(guān)，載荷越大，變形越嚴(yán)重。應(yīng)變片的性能直接制約著測試的準(zhǔn)確性，因此需要盡量的選取靈敏度高的應(yīng)變片，在使用之前要進(jìn)行應(yīng)變片的校正。井下作業(yè)井架系統(tǒng)中，桿件構(gòu)件彎曲的數(shù)目和彎曲的程度是衡量井架性能的重要指標(biāo)。

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