作業油管噴提防污裝置的研制與推廣

張興瑞

【摘 要】作業施工是采油廠原油上產的的重要保障措施。目前勝利油田各基層隊已全面推廣清潔生產審核驗收，清潔生產工作受到了油田的高度重視，推行清潔生產、降低油水外排、減少環境污染成為油田環保工作的重中之重。本文分析了油管噴提施工現狀，介紹了油管噴提防污裝置項目開展情況及應用效果。

【關鍵詞】作業；油管；噴提防污裝置；研制；應用

一、油管噴提施工現狀分析

修井施工中，由于砂堵、桿斷、工具失效等原因，造成的冒噴提管柱（即油管內井液無法正常泄入井內，卸開油管后井液噴濺在地表）施工井大量存在，是造成修井施工環境污染的重要原因之一。目前使用的治理工具存在一定程度的缺陷，嚴重影響使用效果，多年以來無法得到有效解決。因此導致井筒內的油水帶出，產生了地面環境污染，造成高額污染治理費用。

1.1問題分析

目前，作業現場造成噴提油管主要有三個方面：（1）抽油桿斷、脫，泄油器無法打開；（2）油層出砂導致砂埋泵筒卡活塞，泄油器無法打開；（3）油稠、工具失效等原因，泄油器無法打開。噴提油管造成起油管作業時油管內井液無法泄入井筒內，而是直接噴濺在地面，造成井場地面大面積污染。噴提油管施工形成地面污染主要有兩個方面：

（1）在油管上提過程中，油管內的井液在慣性的作用下從油管頂端溢出，污染程度隨油管上提高度的增加而增大。

（2）井口油管卸扣上提時，油管內的井液在液柱壓差的作用下從油管下端噴出，是形成噴提油管施工污染的主要原因。

對于噴提管柱，只有從防污染措施配套方面來解決污染外排問題。目前，噴提管柱防污染工具主要依靠漏斗式噴提器。其工作原理是：將噴提漏斗連接在一側套管閘門上，將油管卸開后，在井液流出時將油管下端快速推至噴提漏斗內，使井液流入漏斗中，經回流管進入井筒環空（見圖1）。

圖1 漏斗式噴提器

在實際施工中，漏斗式噴提器主要存在以下問題：

（1）回收方式屬于開放式回收，噴提管柱時，由于井液出口與噴提漏斗之間存在一定距離和高度，相當一部分井液在沖入噴提漏斗后又從噴提漏斗上濺出，在井口附近常形成嚴重的噴濺污染區，污染液在井場大面積漫流。

（2）在帶抽油桿冒噴提施工中，由于抽油桿妨礙了油管的推送，造成無法使用噴提漏斗；而在大修隊鉆桿冒噴提時，由于大修鉆臺的存在，噴提漏斗同樣也無法應用。

（3）工具體積較大（漏斗端直徑為400-450mm，長度大于500mm），對井口空間條件要求較高，當施工井口存在死角或空間有限時，噴提漏斗無法安裝使用。

（4）在使用漏斗式噴提器的施工井中，污染液回收率平均為55-65%，大約三分之一的井液在回收過程中噴濺在地面，造成環境污染。

（5）噴提油管作業時，當完全卸開絲扣后油水直接刺漏、噴濺工人身上或井場周圍，使大量油水外泄于地面，造成油水噴灑在作業工人身上，有損于工人身體健康，地面濕滑時施工存在安全隱患。

二、油管噴提防污裝置項目簡介

針對上述施工安全及環境污染方面存在的問題，我們對目前現場使用的各種井口配件及工具進行了深入的調研，研制出新型油管噴提防污裝置，來滿足目前修井作業的需要。

2.1防污裝置結構

噴提油管防污裝置主要由內置式防污油管噴提器以及專用提升工具組成，其核心部分為油管噴提器，主要由上壓蓋、固定銷釘、錐度軌道、固定槽、滑塊卡瓦、主殼體、下壓蓋組成，該裝置的結構如圖2所示。

圖2 噴提油管防污裝置結構示意圖

專用提升工具主要用途是將噴提器從套管大四通處取出，主要由工作筒、提升短節、U形槽、插銷組成。

2.2工作原理

油管噴提防污技術主要依靠油管噴提器、防噴器內部空間、油管自封三者配合工作（見圖3）。油管自封密封油管上端，油管噴提器實現變徑懸掛油管，油管內液體由防噴器內部空間直接泄入井筒，避免油水外泄污染環境。

油管噴提器主要應用抽油桿三球打撈筒工作原理，依靠三個滑塊卡瓦在錐度軌道中的位置變化來改變其通徑大小。油管噴提器主殼體內側壁均布三個錐度軌道，每個軌道內安裝一個配套燕尾形滑塊卡瓦，可以在軌道內上、下自由移動。上提油管時，油管接箍推動三個滑塊卡瓦沿軌道上移，內切圓逐漸增大，待接箍通過三個滑塊卡瓦后，三個滑塊卡瓦因自重沿軌道下滑，當滑塊卡瓦下落至最低位置時，被下壓蓋托住，構成內切圓直徑與油管本體外徑基本一致。將油管提出自封卸開絲扣1～2圈，再將油管下入油管噴提器內，油管接箍座在三個滑塊上，油管噴提器起到吊卡的作業，承受井內油管重量。卸松絲扣將油管上提約20cm，油管內液體由防噴器內部空間直接回流入井筒，避免了油水被帶出到地面產生污染，達到清潔生產的目的。

三、油管噴提防污裝置推廣應用

噴提油管防污技術于2018年6月試驗成功，得到了采油廠安全環?？?、技術監督科、作業科等部門領導和專家的認可和好評，特別得到了安全環?？频拇罅χС趾蛶椭?，目前作業大隊配備油管噴提器56套，在采油廠作業范圍內推廣應用。截止到2018年9月，該防污技術在作業大隊實施作業137井次，成功率達96%以上，防污效果顯著，特別是雨季施工對于防污染施工發揮了重要作用，解決了噴提油管施工發生污染的問題，節約污染治理和環保費用50余萬元，取得了較好的應用效果和經濟效益。

四、結論及建議

（1）油管噴提器與油管自封和防噴器三者配合使用，徹底解決了噴提施工中井液噴濺的問題，減少環境污染，同時也消除了噴提油管作業施工安全隱患，改善作業一線工人勞動條件，實現了修井作業安全、清潔生產。

（2）防污裝置安全可靠，滿足修井作業井控和安全要求，施工操作簡便，成本低，防污效果顯著。

（3）修井作業清潔生產是一項系統工程，最有效的防污染方法減少噴提油管施工的發生，建議對于油稠、含水低的井起管柱前進行充分洗井，同時加強對抽油桿斷脫、油層出砂等問題的治理，從源頭上避免污染的產生。

【參考文獻】

[1] 周全興.鉆采工具手冊（下）.北京：科學出版社，2002.