井控裝置質(zhì)量可靠性應(yīng)用

李天聰，谷同杰，寧緒南

中國石化中原油田分公司第四采油廠 （河南 濮陽 547001）

井控裝置質(zhì)量可靠性應(yīng)用

李天聰，谷同杰，寧緒南

中國石化中原油田分公司第四采油廠 （河南 濮陽 547001）

基于井控防噴裝置在油田井下作業(yè)施工中的重要性，并為了達(dá)到清潔生產(chǎn)、保護(hù)油氣資源的目的，從抽油桿防噴器、自封封井器、半封封井器和油管旋塞的密封元件、密封方法、工作壓力、適用范圍入手進(jìn)行可靠性研究應(yīng)用。同時(shí)對(duì)施工中裝配質(zhì)量的可靠性和員工的操作質(zhì)量可靠性進(jìn)行了研究和應(yīng)用，做到人適機(jī)，機(jī)宜人，為預(yù)防井下作業(yè)施工中發(fā)生井噴事故提供了可靠的科學(xué)依據(jù)，取得了較好的效果。

井控裝置;質(zhì)量可靠性;抽油桿防噴器

文南油田是一個(gè)異常高壓、高溫、高氣油比、低滲、高飽和的復(fù)雜斷塊油氣藏，油藏埋藏深度2 210～4 000 m之間，地層壓力達(dá)32～65 MPa。日開井680口，主要開采方式是機(jī)械采油，年作業(yè)工作量780多井次。因此，在井下作業(yè)施工中井控裝置的可靠性，成為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的重要內(nèi)容。尤其是近年來，隨著注水驅(qū)、注氣驅(qū)和混相驅(qū)動(dòng)用能量滾動(dòng)開發(fā)的深入，井控防噴安全生產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻。特別是在井下作業(yè)施工過程中，井噴時(shí)刻威脅著職工的生命。所以，開展好井下作業(yè)井控裝置質(zhì)量可靠性應(yīng)用尤為重要。

1 井控裝置的質(zhì)量可靠性

井控裝置是井下作業(yè)施工過程中用于控制井涌、防止井噴失控事故發(fā)生的重要設(shè)施，可控制井口壓力、生產(chǎn)壓力、實(shí)施壓井作業(yè)，提高作業(yè)速度，提升井控防噴管理水平，最大限度地保護(hù)人身、設(shè)備安全、保護(hù)社會(huì)環(huán)境和油氣資源[1]。所以，在作業(yè)施工過程中為預(yù)防井噴，保證安全正常施工，必須利用井控裝置迅速有效地控制井噴。

常規(guī)井控裝置包括抽油桿防噴器、自封封井器、半封封井器和油管旋塞等設(shè)施[2]，它是保障井下作業(yè)施工中井控安全防噴可靠性的重要基礎(chǔ)。抽油桿防噴器，它依靠裝在半封芯子總成上的兩塊半封閘板為密封元件，關(guān)閉防噴器時(shí)，兩邊同時(shí)操作手輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在鎖緊軸的推動(dòng)下閘板向井口中心移動(dòng)，迅速抱緊抽油桿，直到完全密封住抽油桿和油管環(huán)形空間為止，從而達(dá)到封井的目的，工作壓力7 MPa。自封封井器，密封元件是膠皮芯子，它依靠井內(nèi)油套環(huán)形空間壓力和膠皮芯子的伸張力，起到密封油套環(huán)形空間的作用，工作壓力6 MPa。半封封井器，它依靠裝在半封芯子總成上的兩個(gè)半圓型的膠皮芯子為密封元件，關(guān)閉防噴器時(shí)，兩邊同時(shí)操作手輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在鎖緊軸的推動(dòng)下閘板向井口中心移動(dòng)，關(guān)閉有油管的井口，從而達(dá)到開關(guān)的目的。礦廠常用SFZ18-21型半封封井器，工作壓力21 MPa。油管旋塞，以球形閥為密封元件，發(fā)現(xiàn)溢流時(shí)安裝在油管上，用專用扳手向下轉(zhuǎn)動(dòng)90°即可實(shí)現(xiàn)關(guān)閉，工作壓力35 MPa。

由于自封封井器在密封油套環(huán)形空間時(shí)，只能承受6 MPa的低壓，不能承受高壓，所以，在防噴可靠性能上存在一定的缺陷。為了彌補(bǔ)這種缺陷，消除井噴失控隱患，又在自封封井器上安裝了SFZ18-21型半封封井器，進(jìn)一步提高了井控裝置的可靠性。

為了確保井控裝置、裝配質(zhì)量和操作質(zhì)量的可靠性，每安裝一次都要對(duì)裝置進(jìn)行現(xiàn)場水力密封試壓和穩(wěn)壓檢驗(yàn)，試壓合格后填寫試壓資料，包括井號(hào)、時(shí)間、壓力、穩(wěn)壓時(shí)間、壓降情況、試壓人，并將試壓資料存檔[3]，確保質(zhì)量可靠性符合SY/T 6690—2016《井下作業(yè)井控技術(shù)規(guī)程》要求[4]。每6個(gè)月對(duì)井控裝置進(jìn)行檢修一次。井控裝置的應(yīng)用和檢驗(yàn)工序的實(shí)施，不僅提升了井控裝置的裝配質(zhì)量，而且提升了井控裝置的防噴能力。

1.1 起抽油泵管柱井控裝置的質(zhì)量可靠性

作業(yè)隊(duì)伍上修后，先采取半壓井的方式用壓井液置換出井筒內(nèi)的原油和天然氣，消除不安全因素。卸掉光桿在油管懸掛器上安裝抽油桿防噴器（圖1），技術(shù)參數(shù)見表1。起下抽油桿過程中發(fā)生溢流時(shí)，順時(shí)針快速旋轉(zhuǎn)防噴器兩端手輪，兩塊半封閘板迅速抱緊抽油桿，直到完全密封住抽油桿和油管環(huán)形空間為止，從而達(dá)到封井的目的。壓井或放噴時(shí)打開旁通閘門，放壓進(jìn)站，防噴性能良好安全可靠。

圖1 抽油桿防噴器

表1 閘板式抽油桿防噴器技術(shù)參數(shù)

起完抽油桿后，安裝好自封封井器和半封封井器，技術(shù)參數(shù)分別見表2、表3。按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)井控裝置進(jìn)行試壓合格，在井內(nèi)無壓力的情況下正常起出井內(nèi)泵管。當(dāng)井口有溢流發(fā)生時(shí)，自封封井器開始工作，密封油套環(huán)形空間。此時(shí)，迅速搶裝油管旋塞控制油管。當(dāng)井內(nèi)壓力超過6 MPa時(shí)，為防止自封封井器失效關(guān)閉半封封井器，實(shí)施壓井作業(yè)或放噴進(jìn)站生產(chǎn)。井控裝置裝配質(zhì)量和操作質(zhì)量安全可靠。

作業(yè)施工前井控裝置的質(zhì)量檢查驗(yàn)收，性能的配置及施工過程質(zhì)量控制安全有效，進(jìn)一步體現(xiàn)了井控裝置的質(zhì)量可靠性和可操作性。

表2 自封封井器技術(shù)參數(shù)

表3 半封封井器技術(shù)參數(shù)

1.2 下抽油泵管柱井控裝置的質(zhì)量可靠性

下抽油泵管柱時(shí)，為防止套管內(nèi)憋壓，先將井口兩翼的套管閥門全部打開，井口油套環(huán)形空間的壓力在自封封井器和半封封井器的控制下防噴性能可靠。在抽油泵下部安裝堵塞器密封油管（圖2），防止油氣在下泵過程中進(jìn)入油管內(nèi)形成井噴。抽油泵管柱下到設(shè)計(jì)深度后，裝好井口密封器，并完成抽油桿桿柱，裝好井口。將活塞提出工作筒，對(duì)油管正打壓8 MPa將抽油泵堵塞器推出密封腔，溝通油氣連接通道，實(shí)現(xiàn)固定凡爾的抽吸功能，完井開抽生產(chǎn)。

該項(xiàng)防噴工藝設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，質(zhì)量可靠，防噴性能好，充分體現(xiàn)了以控制井噴安全為主，以質(zhì)量、健康、環(huán)境保護(hù)為前提的現(xiàn)代管理模式。

圖2 管式防噴抽油泵

2 操作質(zhì)量的可靠性

可靠性要求人在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下，無錯(cuò)誤地完成規(guī)定任務(wù)的概率。所以，只有提高操作人的素質(zhì)、能力和操作熟練程度，發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性，才能提高井控操作質(zhì)量的可靠性。

2.1 技能培訓(xùn)的可靠性

文南油田十分重視員工質(zhì)量安全技術(shù)等方面的技能培訓(xùn)，企業(yè)為員工建立培訓(xùn)檔案，委托油田培訓(xùn)中心每年開展脫產(chǎn)職業(yè)培訓(xùn)，為員工質(zhì)量安全技能學(xué)習(xí)創(chuàng)造了良好的環(huán)境，員工的井控防噴意識(shí)得到了增強(qiáng)，防噴的技術(shù)水平和應(yīng)對(duì)能力得到了提升，井控防噴裝置的產(chǎn)品質(zhì)量和裝配質(zhì)量也得到了進(jìn)一步提高[5]。

作業(yè)施工實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化崗位操作，人人持有上崗證、HSE證和井控操作證，人員崗位配置合理，標(biāo)準(zhǔn)化操作能力強(qiáng)，做到人適機(jī)，機(jī)宜人，團(tuán)隊(duì)具有凝聚力和向心力，熟練操作能力強(qiáng)、操作質(zhì)量可靠。

2.2 開展危害識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)分析的可靠性

各班組崗位員工開展操作前JSA井控安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)估（圖3），針對(duì)辨識(shí)出的風(fēng)險(xiǎn)，采取相應(yīng)的控制措施，包括工程技術(shù)措施、管理措施、應(yīng)急措施和個(gè)體防護(hù)措施,做到了“早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早治理”。井控安全隱患的排查與治理，促進(jìn)了井控安全管理水平的提高，確保了生產(chǎn)安全，進(jìn)一步提高了井控裝置的質(zhì)量可靠性。

3 井控裝置可靠性應(yīng)用

文南油田年作業(yè)工作量達(dá)780多井次，井控防噴裝置的安裝使用率100%，施工現(xiàn)場裝配和試壓一次合格率達(dá)97.7%，作業(yè)過程中井噴失控率為0（表4）。裝配質(zhì)量可靠性是井控裝置質(zhì)量可靠性基礎(chǔ)。通過對(duì)井控裝置可靠性研究應(yīng)用，充分肯定了可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，從而說明了井控裝置產(chǎn)品質(zhì)量安全的可靠性、耐久性、有效性和經(jīng)濟(jì)適用性。

圖3 HSE觀察提示卡

表4 井控裝置可靠性效果統(tǒng)計(jì)表

如：2017年4月12日，W79-207井沖砂作業(yè)，沖砂到3 197 m完成沖砂工序后，起油管12根時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流，崗位員工迅速停止施工，搶裝油管旋塞、關(guān)閉防噴器、安裝4 mm油嘴、連接流程，關(guān)井測壓，油壓12.5 MPa,套壓12 MPa,進(jìn)站放噴生產(chǎn)，有力地保障了井控安全。

4 結(jié)論

1）井控裝置技術(shù)參數(shù)的可靠性，為作業(yè)井選擇井控防噴裝置提供了科學(xué)依據(jù)。井控裝置的應(yīng)用和檢驗(yàn)工序的實(shí)施，不僅提升了井控裝置的裝配質(zhì)量，而且提升了井控裝置的防噴能力。

2）針對(duì)作業(yè)過程中JSA風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，制定具體的井控防噴可靠性保障措施、操作方法并達(dá)到了預(yù)期效果，從而提高了井控裝置的可靠性。裝配過程中加強(qiáng)對(duì)井控裝置裝配質(zhì)量可靠性檢驗(yàn)，進(jìn)一步保障了井控裝置的可靠性。

3）加強(qiáng)員工崗位技能培訓(xùn)管理，提升員工的業(yè)務(wù)技能和水平，充分發(fā)揮員工的主觀能動(dòng)性，確保各項(xiàng)井控防噴程序的實(shí)施，對(duì)井控裝置的可靠性起到了主導(dǎo)性作用。

[1]楊國圣.井下作業(yè)工藝技術(shù)[M].北京：中國石化出版社,2013.

[2]集團(tuán)公司井控培訓(xùn)教材編寫組.中國石油化工集團(tuán)公司井控培訓(xùn)教材：井下作業(yè)井控技術(shù)[M].北京：中國石油大學(xué)出版社.2008

[3]中國石油化工集團(tuán)公司油田經(jīng)營管理部.油氣水井井下作業(yè)井控技術(shù)規(guī)程：Q/SH 0098—2007[S].北京：中國石化出版社，2007.

[4]采油采氣專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).井下作業(yè)井控技術(shù)規(guī)程：SY/T 6690—2016[S].北京：石油工業(yè)出版社,2016.

[5]岳玉山,王曉文,孫秋獻(xiàn),等.人的可靠性研究應(yīng)用與進(jìn)展[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2006,22(10)：62-64.

Because of importance of well blowout preventer in the oilfield downhole operation,and in order to achieve clean production and the protection of oil and gas resources,the reliability of the well control blowout device was studied from the sucker rod blowout preventer,the well self-sealing well packer,semi-sealing well packer,and the sealing component,sealing method,working pressure and application scope of tubing cock.At the same time,the assembly quality reliability and the employee operation quality reliability are studied to provide reliable scientific basis for preventing blowout accident in downhole operation,and a good result is achieved.

wellcontroldevice;qualityreliability;suckerrodblowoutpreventer

李天聰（1963-），男，高級(jí)工程師，主要從事作業(yè)質(zhì)量管理工作。

王 梅

2017-09-08