冰上運(yùn)輸設(shè)備方式在落江井封井作業(yè)中的應(yīng)用

摘要：文章根據(jù)施工實(shí)例，對位于吉林松花江扶余段水域中的三口油井進(jìn)行封井作業(yè)，關(guān)于所用設(shè)備的就位方式進(jìn)行了介紹，為類似的江河湖泊中油井封井作業(yè)提供了借鑒，為冰凍地域冰上設(shè)備運(yùn)輸和棧橋設(shè)備運(yùn)輸?shù)倪x擇提供了對比依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鋼棧橋結(jié)構(gòu)平臺；封井作業(yè)；落江井；冰層承重；冰上走車 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP2 文章編號：1009-2374（2017）01-0162-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.078

1 概述

吉林油田有X28-8、X28-9、T73三口落江井，位于松原市寧江區(qū)新城鄉(xiāng)農(nóng)林村小溪浪河屯西南1公里處，扶余采油廠采油三隊(duì)南部。

圖1 三口落江井的具體位置 圖2 三口落江井坐標(biāo)

停井時(shí)間：X28-8井，1987年5月停井；X28-9井，1986年8月停井；T73井，1989年3月停井。落江時(shí)間：1988年松花江漲水，河道北移，X28-8和X28-9先落入江中；1990年T73落入江中。

1.1 落江井治理的必要性

扶余采油廠的3口落江井所處水域處在第二松花江。第二松花江是松花江南源，發(fā)源于長白山天池，在松原市前郭縣平風(fēng)鄉(xiāng)楊家堡子屯東北與嫩江匯合以下稱之為松花江。這三口井落入江中長達(dá)20多年。由于沒有采用永久的封井方式，隨著時(shí)間的延長很可能出現(xiàn)封隔器失效、套管腐蝕和套外返油事故，一旦原油外溢將對松花江水域造成嚴(yán)重污染，對沿江兩省的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。

1.2 落江井治理需要的設(shè)備

落江井治理是將油層徹底水泥封堵，需要利用修井機(jī)、泥漿泵、泥漿池、返漿槽、水罐、固井車、灰罐車和泵車等設(shè)備，其中關(guān)鍵設(shè)備如修井機(jī)、泥漿泵和泥漿池必須在井口附近。

1.3 落江井治理難點(diǎn)

油井井口在松花江江水里，2010年實(shí)測水深為4.5m，水流為1.4m/s。在這種狀況下，如何將修井機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備就位在井口，成為了整個落江井治理項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2 封井作業(yè)主要設(shè)備就位方案分析與確定

2.1 水文分析及治理總路線的確定

2.1.1 落江井水域氣候資料。本區(qū)屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季氣候變化明顯。據(jù)前郭縣氣象站統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫4.8℃，最高氣溫36.9℃，最低氣溫-36.1℃，平均年降水量462mm，平均風(fēng)速3.32m/s，平均日照2824h。最大凍土層深度1.76m。

2.1.2 落江井水域水文資料。扶余縣水文站歷年各月最大流量分析，得出本區(qū)的洪水分期：3月26日～6月30日為汛前期；7月1日～9月30日為大汛期；10月1日～10月31日為汛后期；11月1日～3月25日為枯水期。

2.1.3 確定封井作業(yè)總路線。結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蚝退牡惹闆r，考慮夏季防汛要求，同時(shí)為了節(jié)省費(fèi)用，確定封井作業(yè)總路線為：枯水期在井口上方搭建臨時(shí)作業(yè)小平臺（用來布置封井作業(yè)用的關(guān)鍵設(shè)備：修井機(jī)、泥漿泵、泥漿池和返漿槽設(shè)備）；等江面冰層凍到足夠承載修井機(jī)設(shè)備重量的條件下，進(jìn)行修井機(jī)、泥漿泵和泥漿池等設(shè)備的就位和運(yùn)輸工作；然后進(jìn)行封井作業(yè)；在汛前期，將鋼棧橋平臺進(jìn)行拆除。該路線的難點(diǎn)就在于：冰層何時(shí)達(dá)到最厚，最厚冰層覆蓋范圍及持續(xù)時(shí)間，冰層厚度能否承載修井機(jī)的行走。

2.2 封井作業(yè)井口主要設(shè)備布置方式

2.2.1 封井作業(yè)井口主要設(shè)備明細(xì)：60噸修井機(jī)一臺（自重31噸，為布置在小平臺上面的最重設(shè)備）；400型泵車1臺；30方罐2臺；22方清水池1臺；其他設(shè)備（變壓器、鍋爐房等）。

2.2.2 臨時(shí)作業(yè)小平臺設(shè)備布置。修井機(jī)及主要設(shè)備布置在小平臺上面，轉(zhuǎn)盤坐落在井口承載梁上，修井機(jī)承載支腿也布置在相應(yīng)承載梁上，轉(zhuǎn)盤口和井口對中，誤差不超過50mm；泥漿池、沉砂池以及泥漿泵等布置在小平臺一側(cè)。如圖3：

2.3 冰情及承重能力分析

2.3.1 冰面行車承載力計(jì)算。

冰承載的計(jì)算公式：

P=9.8B/N×H2KS×10-5

式中：P為冰層的承載力（噸）；B為載荷系數(shù)（B=100）；H為冰層最小厚度；K為溫度影響系數(shù)[K=（100-e）/100，e取過去三天氣溫平均值，e只限于負(fù)值]；N為強(qiáng)度和考慮冰裂縫系數(shù)（無裂縫N取值1.75；有裂縫N取值2.00）；S為含鹽影響系數(shù)（淡水為100）。

通過計(jì)算，取無裂縫狀態(tài)，在連續(xù)三天溫差不超過5℃的情況下，環(huán)境溫度在-15℃以下時(shí)，冰承載能力與冰厚度的關(guān)系如圖4所示：

2.3.2 松原松花江往年冰情調(diào)查

松原松花江往年冰情調(diào)查如表2所示：

結(jié)論：從往年冰凌和計(jì)算結(jié)果來看：考慮松花江上游排污以及雜物較多等問題，確定冰層行走路線厚度至少達(dá)到0.77m以上，滿足安全單車（單車重31.2噸）行車需求。

2.4 封井作業(yè)設(shè)備就位方案確定

通過研究近兩年該流域冰情狀況，江北岸部分水面不能封凍以及利用現(xiàn)有路線的前提下，確定三口井的分別就位方案。同時(shí)為減少集中載荷對冰層的破壞，在既定路線的冰面上鋪設(shè)厚木板，對木板間進(jìn)行固定和灑水施工，凍實(shí)后使得木板和冰面的接觸為無縫接觸，有效減少因木板的震動造成的冰面載荷集中。并在修井設(shè)備冰上行車前，進(jìn)行既定冰上路線的冰層承載能力實(shí)車試驗(yàn)。

X28-8封井設(shè)備就位方案：修井機(jī)等設(shè)備從江南岸冰面行走上車。

T73封井設(shè)備就位方案：因該井距離北岸近，該處有排污熱水流過，存在不能封凍的區(qū)域，所以選擇搭設(shè)一段棧橋的方案，修井機(jī)等設(shè)備直接從棧橋上通過到臨時(shí)作業(yè)平臺。

X28-9封井設(shè)備就位方案：該井距離T73井距離較為短，同時(shí)這兩口井間流域不存在排污熱水流過，決定修井機(jī)等設(shè)備，利用T73棧橋上平臺，然后制作斜坡，從T73行走冰面行走到X28-9平臺上面就位。

以下就X28-8封井作業(yè)設(shè)備就位過程進(jìn)行分析討論。

3 主要封井設(shè)備就位實(shí)施

3.1 封井設(shè)備重量核實(shí)

對每一個上平臺設(shè)備進(jìn)行實(shí)體過泵，確定重量。安排專職人員進(jìn)行記錄和跟蹤。重點(diǎn)關(guān)注最重設(shè)備重量，修井機(jī)實(shí)測重量31.2噸。同時(shí)準(zhǔn)備一輛舊卡車，裝沙石料達(dá)到修井機(jī)同重量，以備冰面承載試車用。

3.2 冰情監(jiān)測和冰面路線核查

封江后，安排專人進(jìn)行冰層厚度的監(jiān)測，尋找冰層凍結(jié)最佳路線；當(dāng)冰凍厚度達(dá)到0.5m以上時(shí)，冰面沒有因江水漲落而升降時(shí)，對選定路線進(jìn)行維護(hù)。若遇到下雪，應(yīng)及時(shí)對路線上面覆蓋的雪進(jìn)行清掃；若有超過10mm裂縫時(shí)，適時(shí)進(jìn)行填水養(yǎng)護(hù)，取水地在路線下游方向8m外。

在選定路線上游和下游交錯選取位置作為冰厚監(jiān)測點(diǎn)，做好統(tǒng)計(jì)，監(jiān)測冰層厚度變化趨勢和時(shí)間，關(guān)注未來一周天氣預(yù)報(bào)，提前一周提供路線試車和上車時(shí)間。

3.3 木板鋪設(shè)

在冰層厚度達(dá)到0.77m的厚度要求時(shí)，進(jìn)行行車路線的檢查。為減少冰面存在的微小暗裂縫和局部冰層夾層的有害影響，在行車路線上鋪設(shè)木板，并用鐵絲進(jìn)行固定，同時(shí)灑水進(jìn)行凍結(jié)木板。

3.4 斜坡制作和安裝

當(dāng)行車路線上下游監(jiān)測到冰層最小厚度達(dá)到0.77m的要求時(shí)，并且冰面不再產(chǎn)生上下波動的情況下，進(jìn)行坡道的安裝和固定，坡道一端焊接在平臺承載梁上，另一端通過墊板與冰面平整接觸，滿足井口平臺上最重設(shè)備上下平臺的承載能力。

3.5 冰面試車

在冰層厚滿足厚度要求和木板鋪設(shè)完畢后，使用總重為31.2噸的卡車進(jìn)行試車，檢查行走路線附近冰面的變化情況，對于路線兩側(cè)5m內(nèi)的裂縫變化進(jìn)行標(biāo)示。檢查人員佩戴救生衣和安全繩，司機(jī)也配備救生衣和安全繩，安全繩長度要在可救援范圍內(nèi)，現(xiàn)場配備必要的救援人員和設(shè)施。

3.6 設(shè)備就位

試車合格后，安排井口最重設(shè)備修井機(jī)上平臺，司機(jī)和檢查人員配備救生衣和安全繩，車輛要勻速緩慢行走，減少對冰層的沖擊振動。通過檢查，在行車過程中，冰層有響動，冰面有撓性波動，但沒有出現(xiàn)斷裂、塌陷、冒水和冰面傾斜等險(xiǎn)情前兆，修井機(jī)安全抵達(dá)平臺上面。

4 結(jié)語

通過冰道運(yùn)輸設(shè)備，修井機(jī)在臨時(shí)建造的小平臺上面成功就位，表明在第二松花江松原段實(shí)施這種運(yùn)輸方法的可行。在整個落江井治理項(xiàng)目中，X28-8井作為第一口治理的落江井，該項(xiàng)目的成功實(shí)施，尤其是這種運(yùn)輸設(shè)備的方式有著重要意義，為今后治理落江井或落湖井的治理提供了可貴的經(jīng)驗(yàn)，降低了高危井治理項(xiàng)目整體費(fèi)用，也為國內(nèi)國際冰凍地域的江河湖泊冰面運(yùn)輸提供了可供參考的經(jīng)驗(yàn)。

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作者簡介：孫玉豹（1974-），男，河北人，供職于中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，研究方向：海上油田工程項(xiàng)目施工技術(shù)及油田生產(chǎn)油氣水處理技術(shù)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）