防污染作業(yè)打撈鉆桿裝置的研制

【摘 要】近年來(lái)，節(jié)能減排工作受到國(guó)家的高度重視，推行清潔生產(chǎn)、降低油水外排、減少環(huán)境污染成為當(dāng)前環(huán)保工作的重中之重;如何更好地保護(hù)環(huán)境，造福子孫后代，防止施工過(guò)程中，由于作業(yè)內(nèi)管柱被堵而帶出井內(nèi)的油液污染環(huán)境的問(wèn)題，一直是難以解決的問(wèn)題。技術(shù)人員通過(guò)研制防污染打撈鉆桿裝置，有效地解決了環(huán)境污染問(wèn)題，取得了良好的環(huán)保效應(yīng)。

【關(guān)鍵詞】污染環(huán)境;防污染;作業(yè);打撈鉆桿;裝置;研制

1.問(wèn)題分析

針對(duì)打撈作業(yè)鉆桿被堵塞造成污染的問(wèn)題，小組成員進(jìn)行了詳細(xì)的分析：一方面，由于鉆桿放置時(shí)間長(zhǎng)，以及使用化工添加劑調(diào)配修井液循環(huán)洗井，內(nèi)壁難免沾有修井液殘液，再加上海上環(huán)境潮濕惡劣，鉆桿內(nèi)壁自身內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生銹蝕。當(dāng)鉆桿下井后，銹蝕片會(huì)下沉堵塞內(nèi)壁。一是當(dāng)發(fā)生井涌或地層出油時(shí)不能隨時(shí)洗壓井作業(yè);二是當(dāng)從井內(nèi)起出鉆桿時(shí)，鉆桿管柱內(nèi)的油液就會(huì)被帶出井筒，從而會(huì)污染鉆臺(tái)環(huán)境，無(wú)論從作業(yè)設(shè)備還是從作業(yè)技術(shù)上，都一直是無(wú)法解決的問(wèn)題。

另一方面，打撈鉆桿管柱被自身銹蝕碎片堵塞后，有時(shí)不能沖洗魚頂，還會(huì)造成打撈失敗，從而形成無(wú)功作業(yè)工序，會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2.解決問(wèn)題的措施與思路

2.1定期大排量循環(huán)洗井

為防止鉆桿內(nèi)銹蝕過(guò)多沉淀，致使下部的打撈工具水眼被堵塞，可以采取下一定數(shù)量的鉆桿后，再用大排量循環(huán)洗井的方式來(lái)洗出鉆桿內(nèi)的銹蝕碎片。但這樣做也有一定的弊端：一是大大延長(zhǎng)了下鉆桿的速度，從而延長(zhǎng)了作業(yè)時(shí)間，增加了作業(yè)成本;二是不能徹底地洗出鉆桿內(nèi)的銹蝕片，當(dāng)活動(dòng)震擊解卡打撈時(shí)，鉆桿內(nèi)壁會(huì)重新脫落銹蝕片，此時(shí)不能洗出鉆桿內(nèi)的銹蝕片。因此，采用大排量循環(huán)洗井洗出鉆桿內(nèi)的銹蝕贓物的措施，也不是最理想的技術(shù)措施和方法。

2.2研制防污染打撈鉆桿裝置

自行研制一種打撈作業(yè)鉆桿防污染裝置，實(shí)現(xiàn)杜絕打撈鉆桿內(nèi)銹蝕片堵塞鉆桿循環(huán)通道，防止鉆桿內(nèi)油液帶出井外，污染海洋環(huán)境的目的，同時(shí)還可提高打撈成功率，保證安全生產(chǎn)，適應(yīng)時(shí)代QHSE企業(yè)管理的要求。但因?yàn)闆]有這類裝置可以借鑒，需要自行研制。

3.防污染打撈裝置的結(jié)構(gòu)方案

3.1研制普通篩管沉淀式防污染裝置的設(shè)計(jì)方案

借鑒各種篩管沉淀原理，我們?cè)O(shè)計(jì)打撈作業(yè)鉆桿防污染裝置的思路是：做一個(gè)防污染裝置，其外壁加厚和鉆桿接箍相同，內(nèi)腔增大，內(nèi)裝一個(gè)篩管，篩管上部為盲堵，盲堵下再開兩個(gè)較大的斜對(duì)稱的方口，形成流體的蛇形通道，以便于洗壓井作為循環(huán)通道。

3.2防污染裝置的整體設(shè)計(jì)方案

根據(jù)防污染裝置設(shè)計(jì)框架圖和篩管沉砂作用原理，設(shè)計(jì)了它的主要結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)主要由上下接頭、沉淀盲堵、篩管過(guò)水孔、沉淀篩管、沉淀篩管座、“O”型密封圈、鋸齒形螺紋等部分組成。根據(jù)這個(gè)設(shè)想，我們利用Solid Edge三維仿真立體設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)了如下的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及使用（沉淀銹蝕片）后的效果模擬圖（見圖1）。

3.3鉆桿防污染裝置加工

海洋試油作業(yè)大隊(duì)施工打撈所使用的打撈鉆桿主要為Ф73mm加厚鉆桿，因此要求防污染裝置的規(guī)格必須與這種規(guī)格的打撈鉆桿配套。小組成員根據(jù)最佳方案要求，確定出防污染裝置的主要技術(shù)參數(shù)。

3.4鉆桿防污染裝置現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2016年2月26日、3月10日，在施工的某井，利用鉆桿造扣打撈斷脫油管時(shí)安裝鉆桿防污染裝置5節(jié)，進(jìn)行了打撈、沉淀雜質(zhì)、沖洗魚頂、循環(huán)洗井的應(yīng)用試驗(yàn)，使用效果不是很理想：施工的某井，在起出管柱檢查鉆桿防污染裝置時(shí)，發(fā)現(xiàn)安裝在打撈工具最低端的一節(jié)鉆桿防污染裝置，其內(nèi)部銹蝕片及雜質(zhì)比其他上部的防污染裝置要多;施工的另一井，在起出管柱檢查鉆桿防污染裝置時(shí)，發(fā)現(xiàn)安裝在打撈工具最低端的一節(jié)鉆桿防污染裝置，內(nèi)部沉淀腔已被銹蝕片、雜質(zhì)填滿，而其他上部的防污染裝置內(nèi)部沉淀腔卻很少，且有自上而下有逐漸增多的現(xiàn)象。

鉆桿防污染裝置改進(jìn)完善后，樣品于3月20日在石油大學(xué)水射流實(shí)驗(yàn)室再次進(jìn)行了水循環(huán)循環(huán)洗井沉淀試驗(yàn)：使用含0.02%雜質(zhì)、銹蝕片的水30m3，在泵壓4MPa，排量500L/min條件下，洗井效果良好，洗井后，檢查鉆桿防污染裝置內(nèi)銹蝕片雜質(zhì)完全被沉淀出，達(dá)到設(shè)計(jì)使用要求。

4.效果分析

4.1打撈作業(yè)鉆桿使用防堵效果良好

打撈作業(yè)鉆桿防污染裝置研制成功后，實(shí)際應(yīng)用15井次，其中7口井上有效沉淀管壁銹蝕和雜質(zhì)，防污染成功，杜絕了冒噴起鉆，應(yīng)用效果良好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目的，。

4.2循環(huán)洗壓井避免了井筒內(nèi)原油帶出地面污染環(huán)境的發(fā)生

2016年使用防污染打撈鉆桿裝置作業(yè)的兩口井，在進(jìn)行打撈作業(yè)時(shí)出現(xiàn)了井涌預(yù)兆，并采取了相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，對(duì)這兩口井采取了洗壓井措施，壓制了井涌，洗出底層油12m3，同時(shí)避免了井筒內(nèi)原油帶出地面污染環(huán)境的發(fā)生。

4.3規(guī)范管理取得良好效果

通過(guò)制定《鉆桿防污染裝置使用安全操作規(guī)程》，形成標(biāo)準(zhǔn)化，確保了職工正確使用，取得了良好的使用效果。

4.5取得良好的社會(huì)效益

該裝置在使用過(guò)程中安全可靠，操作簡(jiǎn)單，使用方便，既能防止打撈鉆桿堵塞，又能減少作業(yè)帶來(lái)的對(duì)環(huán)境的污染。使用過(guò)程中，不影響打撈作業(yè)的正常進(jìn)行，還能循環(huán)洗壓井，保證了生產(chǎn)的安全進(jìn)行，提高了鉆桿打撈的一次成功率。

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[3]馬思. 提高油田井下作業(yè)打撈工藝技術(shù)策略研究[J]. 石化技術(shù)， 2018（5）.

作者簡(jiǎn)介：王翠濱（1986—），男，中級(jí)工程師，從事現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)服務(wù)工作。