海洋石油平臺(tái)井口定壓放氣閥的不停產(chǎn)更換

晏　萊，高秉峰，武海波，肖亞瓊.海洋石油工程股份有限公司，天津30045.天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300350

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海洋石油平臺(tái)井口定壓放氣閥的不停產(chǎn)更換

晏萊1，高秉峰1，武海波1，肖亞瓊2
1.海洋石油工程股份有限公司，天津300452
2.天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300350

摘要：海洋石油平臺(tái)井口區(qū)通常安裝定壓放氣閥，用于電潛泵井套管壓力調(diào)節(jié)和確保油氣的順利外輸，為此對(duì)老化的定壓放氣閥需要及時(shí)更換。對(duì)井口定壓放氣閥實(shí)施不停產(chǎn)更換，可避免造成原油產(chǎn)量的較大損失。結(jié)合JZ9- 3E平臺(tái)井口定壓放氣閥的不停產(chǎn)更換工程，較詳細(xì)地介紹了在保持生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，通過(guò)在井口套管翼閥上安裝臨時(shí)定壓放氣閥伴生氣管道，讓井口區(qū)伴生氣系統(tǒng)處于隔離狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)安全、快捷地更換井口定壓放氣閥的整個(gè)過(guò)程。實(shí)踐表明，該新工藝的實(shí)施降低了工程成本，縮短了工期，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：海洋平臺(tái)；井口定壓放氣閥；不停產(chǎn)；更換工藝

海洋石油平臺(tái)井口區(qū)通常安裝有定壓放氣閥，用于電潛泵井套管壓力調(diào)節(jié)，將套管伴生氣通過(guò)放氣閥排入輸油（氣）管匯，以控制合理的電泵吸入口沉沒(méi)度，防止?jié)撚碗姳靡虬l(fā)生氣鎖而導(dǎo)致欠載停泵，保證電泵正常運(yùn)行，提高泵效、產(chǎn)量［1］。通過(guò)控制套管伴生氣的排放量，維持流程壓力與流量的安全穩(wěn)定性，確保外輸?shù)捻樌麑?shí)施。為了保證井口定壓放氣閥的工作精度，對(duì)老化的定壓放氣閥需要及時(shí)更換。

JZ9- 3E平臺(tái)井口定壓放氣閥的不停產(chǎn)更換過(guò)程，經(jīng)歷了保持生產(chǎn)系統(tǒng)不停產(chǎn)，即處于運(yùn)行狀態(tài)的情況下，在井口套管翼閥上安裝臨時(shí)定壓放氣閥伴生氣管道，井口區(qū)伴生氣系統(tǒng)處于隔離狀態(tài)，安全、快捷地更換定壓放氣閥的整個(gè)工作過(guò)程。項(xiàng)目組通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，按照合同的要求，在確保安全和方便操作的前提下，盡可能地降低了工程造價(jià)和操作費(fèi)用。JZ9- 3E平臺(tái)井口定壓放氣閥更換項(xiàng)目的更換方案，經(jīng)中海油天津分公司遼東作業(yè)區(qū)、中海油天津分公司工程部聯(lián)合驗(yàn)收確認(rèn)，認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了“低風(fēng)險(xiǎn)、低成本、實(shí)用性強(qiáng)”的目標(biāo)。

1　井口定壓放氣閥結(jié)構(gòu)

井口定壓放氣閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2　井口定壓放氣閥的不停產(chǎn)更換方案

在海洋石油平臺(tái)井口定壓放氣閥的不停產(chǎn)更換過(guò)程中，井口區(qū)附近通常還需要拆除與井口定壓放氣閥相連的附屬伴生氣管道。由于管道系統(tǒng)內(nèi)有大量的油氣存在，因此即使油井停產(chǎn)后的改造過(guò)程也具有相當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)，若要實(shí)現(xiàn)管道的不停產(chǎn)拆除，就要對(duì)拆除工藝提出更高的要求［2- 4］。具體的不停產(chǎn)拆除方案為：保留與原油生產(chǎn)管道連接的伴生氣管段及閥門(mén)，在采油樹(shù)另一側(cè)的套管翼閥處安裝臨時(shí)伴生氣出口管段，并與臨時(shí)定壓放氣閥入口（即原油管道預(yù)留口）連接。該方案既充分保證了原油管道的正常生產(chǎn)，又避免了由于拆除伴生氣管道而造成的油井停產(chǎn)，從而安全隔離了改造系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)，使改造能夠安全、快捷地進(jìn)行。其流程見(jiàn)圖2。

圖1　定壓放氣閥結(jié)構(gòu)示意

3　項(xiàng)目不停產(chǎn)改造過(guò)程

（1）與平臺(tái)操作人員一起現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)施工方案，確認(rèn)預(yù)制場(chǎng)地，清理預(yù)制、施工場(chǎng)地，備好消防器材。

（2）連接處于油井另一側(cè)套管翼閥的2 in （1 in = 25.4 mm）預(yù)留口球閥至3 in生產(chǎn)管匯預(yù)留口間的臨時(shí)伴生氣軟管（2 in高壓軟管）。

圖2　臨時(shí)管道不停產(chǎn)改造伴生氣管道的流程示意

（3）拆除需改造伴生氣系統(tǒng)管道的保溫及伴熱設(shè)施，拆除時(shí)要注意保留保溫及伴熱設(shè)施的完整性，以備管道改造完畢后伴熱、保溫設(shè)施的恢復(fù)。

（4）與平臺(tái)人員配合，關(guān)閉油井伴生氣出口翼閥，圖2云線內(nèi)與3 in原油管道相連的單流閥前的2 in球閥（云線內(nèi)的系統(tǒng)保留范圍）同時(shí)關(guān)閉。之后對(duì)套管翼閥與2 in球閥間的管道進(jìn)行卸壓。完全卸壓后，將管道內(nèi)殘存的介質(zhì)排放干凈，然后拆除該管段。

（5）預(yù)制2 in伴生氣管道，預(yù)制時(shí)要十分注意法蘭孔與管道彎頭間的角度，確保管道安裝后受力均勻，過(guò)渡自然。對(duì)已預(yù)制完成的2 in伴生氣管道進(jìn)行法蘭間的連接和少部分焊接，管道上依次安裝球閥、截止閥、新定壓放氣閥。

4　項(xiàng)目不停產(chǎn)改造工程實(shí)例

現(xiàn)以JZ9- 3E平臺(tái)項(xiàng)目A1井的安裝為例，介紹項(xiàng)目的不停產(chǎn)改造的具體過(guò)程。

（1）在中層甲板吊貨區(qū)，沿周圍防護(hù)欄搭設(shè)擋風(fēng)蓬，保證焊工作業(yè)的正常進(jìn)行；集裝箱放置于上層甲板（第一個(gè)存放檢驗(yàn)設(shè)備，第二個(gè)存放防凍液、螺栓、螺母、試壓泵等易損易丟物品和需防護(hù)的設(shè)備，第三個(gè)用于存放定壓放氣閥等貴重物品）。氧氣瓶和乙炔瓶分別放置在平臺(tái)東側(cè)兩處，氬弧焊機(jī)和磁力切割機(jī)分別放置于吊裝處東側(cè)和西側(cè)，測(cè)爆儀由安全員進(jìn)行管理和使用。

（2）觀察、測(cè)量A1井的舊管道走向，而后確定新管道的更改線路。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及周圍設(shè)施，繪制圖3所示的ISO圖，按照和業(yè)主商定的原則打印出ISO圖并簽字，再分別交予檢驗(yàn)人員和施工人員。

圖3　ISO圖紙

（3）根據(jù)圖紙進(jìn)行A1井新管道的預(yù)制、組對(duì)、焊接、連接，同時(shí)拆除A1井舊管道保溫和電伴熱，最后拆除A1井原伴生氣管道。

（4）檢驗(yàn)人員對(duì)施工作業(yè)進(jìn)行巡檢和外觀檢驗(yàn)。考慮到無(wú)損探傷設(shè)備的射線危害，射線作業(yè)均安排在夜間進(jìn)行，工作內(nèi)容是：從所有的焊道中隨機(jī)抽取20％進(jìn)行拍片檢驗(yàn)。一口井（5～6個(gè)焊道）拍片約需要6～8 h。

（5）按以下步驟進(jìn)行水壓、氣密試驗(yàn)：

第一，試驗(yàn)區(qū)域警示帶隔離。將連接好的管道從法蘭處分三段拆除，移至甲板東側(cè)，并將三個(gè)管段相連，出口處用盲法蘭封堵，接試壓泵和壓力表，平臺(tái)北側(cè)分別為公用水管和公用氣管，通過(guò)橡膠管接入試壓泵，試壓泵另一端口通過(guò)儀表管連接試壓管段。

第二，開(kāi)始?jí)毫υ囼?yàn)。當(dāng)時(shí)的遼東作業(yè)區(qū)氣溫接近- 20℃，試壓管道中裝入的是防凍液，凝結(jié)點(diǎn)為- 25℃（盡管防凍液在這個(gè)溫度下可以使用，但仍然要防止橡膠管在打入水之后很快就被凍住的情況出現(xiàn)），水壓試驗(yàn)要求的壓力為24 495 kPa（G），在打壓時(shí)應(yīng)緩慢增壓，直至達(dá)到上述數(shù)值，然后保壓1 h，在確定壓力穩(wěn)定之后，現(xiàn)場(chǎng)由業(yè)主方確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果。

第三，試壓完成后，管段回裝到A1井采油樹(shù)，完成這項(xiàng)工作之后，進(jìn)行氣密試驗(yàn)，氣密試驗(yàn)要求壓力為700 kPa（G），同樣，在打壓時(shí)要緩慢地增壓，直至達(dá)到上述數(shù)值，保壓時(shí)間為1 h。

第四，完成上述兩項(xiàng)工作后，用砂輪機(jī)進(jìn)行焊縫除銹，然后補(bǔ)漆。

（6）最后電伴熱恢復(fù)，保溫恢復(fù)。

5　改造技術(shù)的特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)了不停產(chǎn)施工（若停產(chǎn)改造，每口井至少要停產(chǎn)2 d，此次JZ9- 3平臺(tái)共改造8口油井，相當(dāng)于須單井停產(chǎn)至少16 d，這將造成原油產(chǎn)量的較大損失）。

（2）系統(tǒng)隔離，安全性高，保證了改造過(guò)程中焊接作業(yè)等不與油氣接觸。

（3）保留了部分管段，減少了施工量。

（4）節(jié)約了大量施工材料成本。拆除管道系統(tǒng)中符合標(biāo)準(zhǔn)的工藝閥門(mén)和螺栓、螺母得以重復(fù)使用，并充分利用了平臺(tái)現(xiàn)有的高壓軟管。

6　結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)海洋石油不斷地向深水區(qū)域發(fā)展，海上平臺(tái)日益增多，定壓放氣閥作為井口管道連接必不可少的設(shè)備必將在海洋石油勘探、開(kāi)發(fā)以及海洋設(shè)施安裝、檢測(cè)等方面扮演越來(lái)越重要的角色。由于該技術(shù)是在對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的大量總結(jié)后改進(jìn)的，其效益已在平臺(tái)的實(shí)際改造中得到了證明，因而可進(jìn)行推廣應(yīng)用，以縮短工期，產(chǎn)生效益。

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Replacement of Constant- pressure Relief Valve at Offshore Platform Wellhead in Non- stop Production

YAN Lai1，GAO Bingfeng1，WU Haibo1，XIAO Yaqiong2
1. China Offshore Oil Engineering Co.，Ltd，Tianjin 300452，China
2. Tianjin Modern Vocational Technology College，Tianjin 300350，China

Abstra ct：Aging constant- pressure relief valve at offshore platform wellhead needs replacing timely. Its replacement in non- stop production can avoid oil production loss. This paper illustrates the replacement of constant- pressure relief valve at JZ9- 3 E platform wellhead in non- stop production. The temporary associated gas piping of constant- pressure relief valve is installed at the flutter valve of wellhead casing pipe to insulate the wellhead associated gas system for safe and quick replacement of the constant- pressure relief valve. The implementation practice shows that the new technique can save cost and shorten work period.

Keywords：offshore platform；constant- pressure relief valve；non- stop production；replacement process

doi：10.3969/j.issn.1001- 2206.2016.03.009

作者簡(jiǎn)介：

晏萊（1982-），男，湖北隨州人，工程師，2008年畢業(yè)于西安石油大學(xué)化工過(guò)程機(jī)械專業(yè)，碩士，現(xiàn)主要從事FPSO解脫、拖航、連接及單點(diǎn)系泊系統(tǒng)安裝、維修改造方面的工作。

Email：yanlai@mail.cooec.com.cn

收稿日期：2015- 12- 27