石油系統(tǒng)井下作業(yè)工具研究

劉艷偉+張延開+白永占

摘要：井下作業(yè)在石油開采工藝中一直占據(jù)著重要的核心地位。在開發(fā)石油與天然氣的過程中，井下作業(yè)旨在當(dāng)油田進(jìn)行勘探開發(fā)時(shí)可以確保油井高效生產(chǎn)，這是一項(xiàng)必不可少的核心技術(shù)。文章通過對石油系統(tǒng)井下作業(yè)工具進(jìn)行分析和研究，指出了井下作業(yè)中工具的具體操作方法以及井下作業(yè)的特點(diǎn)，與此同時(shí)，對井下作業(yè)的安全性提出了幾點(diǎn)有效措施。

關(guān)鍵詞：石油系統(tǒng)；井下作業(yè)工具；設(shè)計(jì)原則；操作方法；石油開采工藝

中圖分類號：TE92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0133-02

1 概述

在石油行業(yè)的領(lǐng)域中，井下作業(yè)被認(rèn)為是石油系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，所以，本文通過研究分析井下工作的特點(diǎn)及其工具設(shè)計(jì)原則，提出了我國現(xiàn)階段常用的石油系統(tǒng)井下作業(yè)工具相關(guān)操作方法。

2 井下作業(yè)的特點(diǎn)及其工具的設(shè)計(jì)原則

2.1 井下作業(yè)的特點(diǎn)

第一，職工人員流動性較大，且工作強(qiáng)度較高，在從事井下工作的人員中，大部分來自于通過中介公司外聘的員工，這就使得井下修井作業(yè)的工作人員的綜合技術(shù)水平參差不齊。第二，井下作業(yè)缺乏規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其主要體現(xiàn)在通用性、批量性程度較差，與此同時(shí)，其對于施工的工序有著復(fù)雜的要求。施工作業(yè)過程以班組為單位，這使得如果實(shí)際作業(yè)出現(xiàn)了質(zhì)量問題，很難準(zhǔn)確地對相關(guān)崗位與個(gè)人的責(zé)任進(jìn)行追究。第三，施工人員較為分散，其作業(yè)時(shí)間無規(guī)律。由于進(jìn)行作業(yè)的井位不同，施工隊(duì)伍不能高度集中，而且在施工過程中，施工工具、天氣等各類因素都會限制施工作業(yè)的進(jìn)程，使得施工人員難以有穩(wěn)定的作業(yè)時(shí)間，井下施工作業(yè)管理效率也被大大削弱。第四，對井下作業(yè)進(jìn)行直接檢驗(yàn)較為困難，使得許多問題被隱藏起來。

2.2 井下工具設(shè)計(jì)原則

第一，遵循“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”安全生產(chǎn)方針，確保試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的可靠性，嚴(yán)格按照國家的相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行建造。第二，遵循可維護(hù)性原則，在井下作業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)秉承實(shí)用、方便、易維修的一系列設(shè)計(jì)原則。第三，遵循靈活性原則，在井下作業(yè)時(shí)盡可能采用靈活性高的設(shè)備進(jìn)行組合，以保證今后實(shí)驗(yàn)工藝和設(shè)備的改造順利進(jìn)行，從而達(dá)到滿足各種新型鉆采工具試驗(yàn)要求的目的。第四，遵循實(shí)用性原則，多用成熟模式，以達(dá)到方便、實(shí)用的要求。按工程的要求對測量精度進(jìn)行配置，追求其實(shí)

用性。

3 石油系統(tǒng)井下作業(yè)常見工具的操作方法

3.1 公錐定義及其操作方法

公錐屬于一種專業(yè)的常用修井打撈工具，主要是從有孔落物內(nèi)孔實(shí)施造扣打撈。公錐的整體結(jié)構(gòu)為長錐形，由兩個(gè)部分組成，分別是分接頭與打撈絲扣。通常當(dāng)公錐落入到打撈物內(nèi)孔中，會給予適當(dāng)?shù)你@壓，然后對鉆具進(jìn)行轉(zhuǎn)動迫使打撈螺紋受到擠壓從而吃入到落魚內(nèi)壁，以實(shí)現(xiàn)造扣，然后在其可以承受的扭矩和拉力中將其進(jìn)行上提或者倒扣出部分落物或全部落物。

其使用方法為當(dāng)工具下落，達(dá)到距魚頂上方1～2m，則應(yīng)對泵進(jìn)行一定程度的沖洗，與此同時(shí)，還要按照規(guī)定，將工具落到魚頂，觀察泵壓變化情況。當(dāng)出現(xiàn)操作中泵快速升壓，也就意味著重表懸重在快速降低，那么就表明了公錐已經(jīng)被放到了魚腔當(dāng)中，所以，接下來的事情就是開始造扣打撈作業(yè)，相反，如果泵壓無變化，懸重會慢慢降低，這就意味著公錐并沒有到達(dá)魚腔中，而是到了魚腔的外壁環(huán)形空間，這時(shí)，應(yīng)該將其上提鉆柱，與此同時(shí)，將其進(jìn)行適當(dāng)旋轉(zhuǎn)，重新對準(zhǔn)魚腔，在未出現(xiàn)泵壓上升和懸重下降時(shí)，決不能進(jìn)行下一步的加壓和打撈工作。

3.2 母錐定義及其操作方法

母錐主要是一種專門從油管、鉆桿等柱狀落物外壁進(jìn)行造扣打撈的工具，具有長錐形整體結(jié)構(gòu)，涵蓋了接頭與本體兩部分。母錐主要依賴于打撈螺紋在鉆壓與扭矩作用下吃入落物外壁進(jìn)行造扣打撈。

其使用方法具體為：在施工之前，要仔細(xì)地檢查地面矛桿尺寸和卡瓦上滑動的靈活性，保證卡瓦的靈活性達(dá)標(biāo)；而且，當(dāng)母錐下到距離魚頂上部1～2m時(shí)，開泵進(jìn)行沖洗，并及時(shí)測得泵壓和懸重的變化，接著繼續(xù)往下放管，直到懸重有了明顯的下降時(shí)，再觀察其變化情況，然后將管柱上提，懸重如果增加了，則意味著此次撈獲完成了。母錐進(jìn)行倒扣時(shí)需將其提升到額定，然后再增加10～20kN的負(fù)荷。

3.3 液壓防噴盒定義及其操作方法

液壓防噴盒的功能在于進(jìn)行油井抽吸以及對井口封閉。液壓防噴盒對防止原油、酸液等的噴出起著關(guān)鍵的作用，它確保了工人們的作業(yè)的安全性，創(chuàng)造了一個(gè)安全的作業(yè)環(huán)境。其使用方法具體為在使用液壓防噴盒的過程中，通過手動壓泵來控制液壓管線，讓控制閥完整地傳送到防噴盒，以此推動活塞，從而達(dá)到確保密封膠筒形成多級收縮的目的，而且，鋼絲繩和防噴盒體也要被密封妥善。鋼絲繩下放時(shí)，通過手壓泵及時(shí)回油，讓活塞復(fù)位。

3.4 卡瓦壓縮式封隔器定義及其操作方法

卡瓦壓縮式封隔器能夠有效地防止油管柱軸向移動，它主要依靠的是下放一定管柱重力的坐封封隔器，壓縮膠筒，增加直徑，套環(huán)行空間、封隔油，能夠在卡堵水、分層試油和淺層酸化壓裂中進(jìn)行使用，卡瓦壓縮式封隔器與丟手間進(jìn)行配合能夠?qū)崿F(xiàn)無管柱封層。在封隔器下井過程中，滑動銷釘留在短軌道內(nèi)，卡瓦上行程被限制，無法和錐體形成良好的接觸，也就無法實(shí)現(xiàn)坐封。這時(shí)，扶正器摩擦塊會受到一個(gè)彈力作用，并與套管內(nèi)壁產(chǎn)生一個(gè)摩擦力，然后管串和扶正器共同運(yùn)行，讓滑動銷釘能夠保持在短軌道內(nèi)。

當(dāng)解決其位置的問題后，將管串上提，留出適當(dāng)?shù)木嚯x，讓滑動銷釘可以進(jìn)到長軌道內(nèi)，然后，放下管串，卡瓦被迫打開，使得套管的內(nèi)部和卡瓦保持咬合，以此來實(shí)現(xiàn)封隔器的支撐。如果管柱壓力達(dá)到了滿足值，錐體剪釘同時(shí)將被剪斷，再上提椎體，壓迫膠筒，達(dá)到約7～10噸的擴(kuò)徑，那么，整個(gè)封隔器的坐封就完成了。在解封的時(shí)侯，上提管柱，使膠筒沒有了失去壓迫力縮徑，這樣，管柱上行將會帶動椎體脫離卡瓦，因而支撐解除，完成解封。

4 井下作業(yè)安全的相關(guān)措施

4.1 提升井下作業(yè)人員安全意識

想要提升井下作業(yè)人員安全意識，企業(yè)就要加大對井下作業(yè)人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，嚴(yán)格遵循操作規(guī)程作業(yè)，樹立“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的生產(chǎn)理念。與此同時(shí)，加強(qiáng)對企業(yè)的勞動保護(hù)的重視程度，特別在井下作業(yè)安全技術(shù)、作業(yè)工具以及作業(yè)時(shí)間等方面更要加大保護(hù)力度，相比之下，保證作業(yè)人員的體能更是重中之重，決不能讓二十四小時(shí)連續(xù)工作的情況

發(fā)生。

4.2 優(yōu)化安全管理模式

企業(yè)必須貫徹落實(shí)井下作業(yè)安全責(zé)任制度，樹立正確的安全管理觀念，堅(jiān)持以人為本原則，建立一套完善的、先進(jìn)的安全管理模式。在每一個(gè)企業(yè)中，員工們都占據(jù)著重要的地位，所以，只有當(dāng)企業(yè)實(shí)施安全、健康的管理制度，才能做到有效地保護(hù)這些人力資源，使企業(yè)在安全的狀態(tài)下，有序地生產(chǎn)經(jīng)營。建立一套完善的、高效的安全管理模式，無論是企業(yè)管理者，還是技術(shù)人員或者職工，都會使其對安全產(chǎn)生一定的責(zé)任感。安全管理模式是一項(xiàng)極為繁瑣的工作，應(yīng)成立專門的安全管理委員會，對下屬職工進(jìn)行明確的分層管理。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著石油、天然氣開采行業(yè)的不斷發(fā)展，許多井下作業(yè)工具被制造出來滿足井下作業(yè)需求，本文通過對石油系統(tǒng)井下常用的作業(yè)工具進(jìn)行分析研究，指出了井下作業(yè)中工具的具體操作方法以及井下作業(yè)的特點(diǎn)，與此同時(shí)，在使用這些工具時(shí)，要切實(shí)保證其質(zhì)量過關(guān)，實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)安全、可靠的目標(biāo)。

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作者簡介：劉艷偉，男，河南?？h人，河北省任丘市華北油田公司第一采油廠作業(yè)大隊(duì)助理工程師，研究方向：石油系統(tǒng)井下作業(yè)。endprint