石油工程技术 井下作业 带压作业技术规范及操作规程

带压作业技术规范及操作规程
1主题及适用范围
本标准规定了带压作业施工程序与质量控制、安全环保要求、完井和资料录取。
本标准适用于油田油、水井带压修井作业。
2引用标准
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
SY/T5325-2005射孔施工及质量监控规范
SY/T5587.4-2004油水井常规修井作业第4部分:串漏、封串堵漏
SY/T5587.5-2004油水井常规修井作业第5部分:井下作业井筒准备
SY/T5587.11-2004油水井常规修井作业第11部分:钻铣封隔器、桥塞
SY/T5587.12-2004油水井常规修井作业第12部分:打捞落物
SY/T5587.14-2004油水井常规修井作业第14部分:注塞、钻塞
SY/T6127-1995油气水井井下作业资料录取项目规范
SY/T6610-2005含硫化氢油气井井下作业推荐做法
Q/SY1142-2008井下作业设计规范
Q/SY1218-2009油水井带压修井作业更换井口安全操作规程
Q/SY1119-2007油水井带压修井作业安全操作规程
Q/SY1230-2009注水井带压作业技术规程
SY/T6731-2008不压井作业装置
3定义及术语:
下列定义及术语实用于本标准:
3.1轻管柱:
管柱在井筒内的自重小于管柱截面力的管柱。
3.2重管柱:
折叠桶管柱在井筒内的自重大于管柱截面力的管柱。
4程序内容
4.1施工前准备
4.1.1提升设备准备
带压作业提升装置包括举升液压缸、卡瓦组(或卡瓦)、桅杆(或修井机)和连接盘等。带压作业提升装置的技术要求:
4.1.1.1承重部件的机械强度和承载能力应满足施工要求,能够承载井内管柱的最大轴向力,保证安全起、下管柱作业。
4.1.1.2卡瓦组(或卡瓦)的夹紧力应满足井内管柱轴向力的需要,保证在起下作业过程中,管柱既不上窜,也不下掉。井口压力小于21MPa 的井,可用闸板式卡瓦代替卡瓦组工作。
4.1.1.3修井机井架(桅杆)的高度应满足起下管柱长度的需要。井架高度应不低于21米。
4.1.2井控装置的准备
4.1.2.1带压作业井控装置的组成:
4.1.2.1.1井控密封装置
安全防喷器组:包括剪切闸板防喷器、全封闸板防喷器和与工作管柱外径适配的半封闸板防喷器。
工作防喷器组:包括与井内工作管柱外径适配的上、下半封单闸板防喷器和环形防喷器。
4.1.2.1.2液压控制装置
液压泵源、液压控制操作台和液压管线。
4.1.2.1.3井控管线(管汇)
放喷管线(放喷节流管汇)、压井管线(压井管汇)和压力平衡管线。
4.1.2.2带压作业井控装置配备:
为保证带压作业正常、安全进行,预防井控事故发生,将带压作业环空压力(最高压力14Mpa)控制过程分三级,并根据压力控制级别配备相应的井控装置,见表1。
表1带压作业井控分级及井控设施配备
4.1.2.1.1安全防喷器组配备
依据施工井的地层压力、管柱结构和井内流体性质确定安全防喷器组压力等级及组合形式。安全防喷器组压力等级不小于地层压力。安全防喷器组由下至上应配备全封闸板防喷器、半封闸板防喷器。一类井要在全封闸板防喷器上部配备剪切闸板防喷器,见附录A.1。4.1.2.1.2工作防喷器组配备
4.1.2.1.2.1依据井口压力确定工作防喷器组的压力等级。工作防喷器组各组件的额定工作压力应大于井口压力。
4.1.2.1.2.2根据施工井的类型和施工内容不同,应配备不同数量和类型的防喷器。一类井和二类井应配备两台半封闸板防喷器和一台环形防喷,见附录A.1和附录A.2;三类井可配备一台半封闸板防喷器和一台环形防喷,见附录A.3;从事打捞、在带压作业井口装置内倒扣等特殊起下作业时,应增配一台全封闸板防喷器,安装位置见附录A.1.2、A.2.2、A.3.2。4.1.2.1.2.3在安全防喷器和工作防喷器之间至少应配备一个压力平衡四通。4.1.2.1.3液压控制装置的配备
4.1.2.1.3.1液压控制装置的所有液压部件(包括软管、接头、方位阀和管类)额定工作压力值不应小于液压泵源输出的额定压力。4.1.2.1.3.2液压泵源的液压油箱应装配出气口。4.1.2.1.3.3液压控制装置要配备一定容量的蓄能器组。
蓄能器容量满足:当液压泵源发生故障时,保证使用蓄能器的能量连续关闭环形防喷器、开关闸板防喷器两次后,蓄能器的压力至少保持在8.4MPa;或使用储能器能量只关闭环形防喷器,至少10分钟内蓄能器压力不低于8.4MPa。4.1.2.1.3.4根据带压作业井类型的不同,配备不同数量和类型的液压控制装置。
一类井应配备两套液压控制装置。
其中,一套液压控制装置用于控制安全防喷器组并实现远程控制,另一套用于控制工作防喷器组和提升装置。在施工时,两套液压控制装置全部运转工作;
二类井最低配备一套独立的液压控制装置;
三类井液压控制装置可以与修井机共用一个液压泵源。4.1.2.1.4井控管汇的配备
应按照《油田分公司井下作业井控管理实施细则》中常规作业的要求执行。
4.1.2.3带压作业井口装置的基本组合
根据施工井类型和施工内容确定带压作业井口装置的组合形式,具体见附录A。进行油管传输射孔或起、下单个工具长度大于2米的井,应在安全防喷器组和工作防喷器组之间安装一定长度的防喷管,见附录A.1.2、A.2.2、A.3.2;进行电缆传输射孔的井,应在带压作业井口装置上安装防喷管和电缆密封装置,见附录A.4。
4.1.3带压作业装置主要设备检测
带压作业主要设备应定期进行检测与维护。主要设备包括但不限于闸板防喷器、环形防喷器、卡瓦总成、平衡管线、节流阀、软管线和硬管线、储能器、四通。
4.1.3.1带压作业装置承压部件的检测
4.1.3.1.1带压作业装置中的平衡和放压管线,以及所有井筒压力控制设备(三闸板防喷器除外),应由有资质部门每年至少以该设备最大工作压力进行一次水压试验,具体检测时间,见表2。
分级
分项
第三级第二级
第一级控制状态工作状态压力控制
安全保障状态压力控制
应急状态压力控制
井控设施配备要求
根据施工井压力等级、产量、介质等配备环型防喷器、闸板防喷器根据施工井压力等级、产量、介质等配备闸板防喷器,其数量根据管柱规格进行配套一类井的安全防喷器组应配备剪切闸板和全封
闸板防喷器
目的
保证工作状态下能安全平稳地起下管柱
确保工作状态下的安全可靠性
剪断管柱,实施安全关井,保障井口安全
表2带压设备承压部件检测时间表微波合成萃取仪
设备名称检测间隔
各种压力表6个月
平衡管线(软管线或者钢管线)1年
环形防喷器1年
泄压闸门1年
平衡闸门1年
闸板防喷器1年
泄压/平衡四通1年
旋塞阀1年
液压管线接头1年
试压四通1年
双合金螺杆
4.1.3.1.2三闸板防喷器组的维修、保养与检验由井控车间每月进行一次。试压压力为额定工作压力的70%,稳压时间不少于10分钟,允许最大压降为0.7MPa。
4.1.3.1.3不合格品不得向使用单位发放。特殊情况(井喷失控处理后或损伤等)可随时送交井控车间检修。
4.1.3.2承载部件的检测
所有的承载部件,应由有资质部门至少每六年进行一次非破坏性试验。设备结构件的检测时间,见表3。
表3带压作业设备结构件的检测时间表
设备检测间隔
液压缸3年
连接盘3年
卡瓦总成3年
支撑腿或者角钢6年
承载螺栓和螺母6年
4.1.4带压作业安全装置配备
4.1.4.1卡瓦联锁装置
天然气井在液压控制装置上应配备卡瓦联锁装置,避免在起、下管柱过程中卡瓦误操作。
4.1.4.2闸板保护器
天然气井应配备闸板保护装置,防止起下作业过程中油管接箍刮碰防喷器。
4.1.4.3锁定装置
带压作业装置的卡瓦、防喷器、液压缸等主要控制组件应配备锁定装置,确保在维修设备或更换部件时处于安全状态。
4.1.4.4地面逃生装置
按相应安全标准配置逃生杆或逃生滑道或逃生索等。
4.1.5油管内压力控制工具准备
油管内压力控制级别划分:油管内压力控制工具的选用应根据井内压力控制级别确定,油管内压力控制级别划分见表4。
表4油管压力控制级别划分及内控工具选取
分级
分项
第三级第二级第一级控制状态工作状态压力控制安全保障状态压力控制应急状态压力控制
内控工具配备要求根据施工目的和井况选用管柱底部封堵方式。通
常选用:油管桥塞、堵塞器、单流阀及其它特殊
油管压力控制工具与技术。
当内堵工具坐封后,向管柱内注入水及其它介质,保障内堵
工具处于良好工作状态;如果井下管内堵塞器发生泄漏会
提前发现溢流,可以抢装旋塞阀。
如果抢装旋塞阀失败,则使用剪切螺杆钻具
闸板,剪断管柱,实施关井。
4.1.
5.1油管内控工具:包括堵塞器、桥塞、井下开关、单流阀、滑套等,现有的内控工具详见附录B。
4.1.
5.2油管内控工具选取原则
4.1.
5.2.1在采油(气)树和井下管柱通径满足机械类堵塞器刚体外径要求条件下,优先选取机械类堵塞器。
4.1.
5.2.2井下管柱带有预置工作筒且完好情况下,优先选取与工作筒匹配的机械类堵塞器。
4.1.
5.2.3没有通径要求的工序管柱宜选取井下开关、单流阀等内控工具,但不宜选用盲堵和不可取堵塞器。
4.1.
5.2.4完井管柱宜选用与工作筒配合的堵塞器、可捞式堵塞器和油管尾堵、滑套等。
4.1.
5.2.5为避免作业过程中出现天然气的井因压差过高导致桥塞失效,可使用两个或以上桥塞进行逐级降压封堵油管。
4.1.
5.2.6作业过程中出现天然气的井禁止使用挂壁式堵塞器、G型密封和类似的堵塞器。
气浮垫
4.1.6其它装置及工具的准备
4.1.6.1旋转装置准备:
需要旋转作业的井,应准备符合需要的井下螺杆钻具等。
4.1.6.2循环装置和循环液准备
4.1.6.2.1进行冲砂、磨(套)铣等作业,需配备泵压和排量符合施工要求的水泥车(泥浆泵)及容积满足需要的循环罐;
4.1.6.2.2油水井作业的循环液准备符合工程设计规定;
4.1.6.2.3作业过程中出现天然气的井的循环液及压井液宜使用氮气等惰性气体混合液或纯液置换,液量不应小于井筒容积的1.5倍。
4.1.7施工工具和材料准备
按设计准备的施工工具和材料应满足工程设计的要求。
4.2带压作业操作程序
4.2.1堵塞作业
4.2.1.1堵塞作业前准备:
4.2.1.1.1核实施工设计
施工人员到达施工现场,须确定施工井的当前井况是否与设计相符,如果现场井况与设计井的类别不一致,应根据实际情况对带压作业设计做出相应调整,重新审批。
4.2.1.1.2核实工程计算
进行油管堵塞施工前,技术人员应现场核实关井压力,确定管柱弯曲应力是否满足作业需求。如果核实结果与设计有误差,要与甲方沟通,更改设计,甚至取消作业。
4.2.1.2堵塞器检查与试压
4.2.1.2.1堵塞器下井前应测量堵塞器钢体外径和长度,并检查各部件是否完好。
4.2.1.2.2井下开关等需要在地面安装的堵塞器,下井前应从堵塞器底部进行试压,工具公司抽检。试压压力为28MPa,10min不大于0.7Mpa,检验合格发放。
4.2.1.3通井下管柱
用小于油管内径2mm~4mm、长度不小于堵塞器长度的油管规,采用钢丝作业(电缆作业)等方式通井,验证管柱通径。
4.2.1.4管柱刮削
如通井下管柱达不到预定深度或管柱内有砂子、蜡、结垢的井,用钢丝(连续油管)下带刮削器对油管进行除垢(蜡)作业,直至油管通径符合油管堵塞器的下入及坐封要求。
4.2.1.5油管堵塞cos系统下载
4.2.1.
5.1按设计要求下入堵塞器,进行油管封堵。
4.2.1.
5.2油管堵塞器坐封后,分四次均匀放掉油管内压力,每次等待10分钟,观察油管内压力是否上升。如油管压力不上升,油管封堵合格。
4.2.1.
5.3如果油管堵塞失效,应分析原因,采取措施,重新进行油管堵塞作业,直至油管堵塞合格。
4.2.1.
5.4作业过程中出现天然气的井油管堵塞后,为降低堵塞器上、下压差,可向油管内灌入(经计算确定使堵塞器工作压差在其额定压差的70%以内)一定量的阻燃液体。
4.2.1.
5.5作业过程中出现天然气的井油管堵塞时,可采用倒入水泥浆等方式来稳固堵塞器。
4.2.2拆井口及更换井口
油管堵塞合格后,对于用油管悬挂器悬挂的井,先打开油管闸门,确定无溢流后,方可拆除井口。对于上法兰悬挂的井口不进行带压作业。
4.2.3带压作业装置的安装与试压
4.2.3.1一般情况下带压作业井口装置的安装:
4.2.3.1.1安装带压作业装置前,在油管悬挂器上安装旋塞阀并关闭。在专人指挥下,先安装安全防喷器组,再整体起吊带压作业其余井口装置,并安装到安全防喷器上,螺栓上平上紧。
4.2.3.1.2根据施工井井口承载能力,对带压作业井口装置进行加固支撑,采用5/8〞钢丝绳和地锚,进行对角固定,防止损坏套管头。
4.2.3.1.3带压作业井口装置校正:带压作业井口装置整体安装完毕并固定后,应调节固定装置,使游动卡瓦与井口轴线偏差不大于10mm。
4.2.3.1.4安装井控管汇:按《油田分公司井下作业井控管理实施细则》中常规作业的要求安装井控管汇。
4.2.3.2带压作业井控装置试压
带压作业装置安装后,所有井控装置要按照相应的规定试压。
4.2.3.2.1井控管汇试压
放喷节流管汇、压井管汇和压力平衡管线应在每口井施工前进行试压。试压压力不应小于最大关井压力,且至少稳压10分钟,压力降不大于0.7MPa为合格。
4.2.3.2.2液压控制装置试压
液压控制装置应在每口井施工前试压,试压可用系统工作压力做一次可靠性试压,每次试压10分钟。
4.2.3.2.3带压井口装置承压部件的试压
如果井口座有油管悬挂器,先低压试压10分钟,压力为1.4MPa;再高压试压30分钟,试压压力为井底压力或井口装置的耐压等级二者中较低的压力。如果井口未坐入油管悬挂器,可用关井压力进行30分钟的漏失测试。
4.2.3起下管柱作业
4.2.3.1设定液缸最大举升力和最大下压力
根据井口实际压力,按设计计算并设定控制管柱运动所需的液压缸最大下压力和允许管柱最大无支撑长度;随着下入管柱增多,管柱重量增加,应逐渐降低液压缸的下压力。
4.2.3.2起油管悬挂器
4.2.3.2.1提升短节与油管挂连接,涂好密封脂,上扣扭矩达到SY/T5587.5的要求;
4.2.3.2.2夹紧游动卡瓦,并且下推液压缸使卡瓦加载约45KN;
4.2.3.2.3在位于固定卡瓦顶部的提升短节处做标记,并丈量标记处到顶丝之间的距离;
4.2.3.2.4关闭环形防喷器,用井筒内流体平衡带压作业井口装置内的压力,并将油管头四通顶丝松退到位;
4.2.3.2.5根据丈量固定卡瓦顶部与顶丝之间的距离,提升管柱使油管悬挂器至平衡四通内,关闭两个工作闸板防喷器,通过平衡四通的泄压闸门缓慢将两个工作闸板防喷器之间的压力泄压至井口压力的一半,观察管柱悬重变化;
4.2.3.2.6如果指重表没有变化,打开环形防喷器,提升管柱;
4.2.3.2.7如环形防喷器通径小于油管挂外径,需套拆环形防喷器;
4.2.3.2.8继续上提管柱使悬挂器到达操作平台平面,夹紧固定卡瓦,打开游动瓦,并下放液缸使上横梁位于悬挂器下方,卸下油管悬挂器和提升短节。
4.2.3.3起下管柱
4.2.3.3.1在作业前,工作人员应进行工作台逃生演习,以后每周进行工作台逃生和防喷应急演习;
4.2.3.3.2有多个单位配合实施作业,工作前先明确各单位的职责范围和工作牵头单位;在开始起下管柱时,要求井架或二层台无人;
4.2.3.3.3轻管柱时,工作防喷器密封管柱,利用游动卡瓦(游动防顶卡瓦)和固定卡瓦(固定防顶卡瓦)循环交替卡住管柱,通过液压缸循环举升和下压完成管柱的起下作业。
4.2.3.3.4重管柱时,使用工作防喷器密封管柱,利用大钩或液压缸起下管柱。设置环形防喷器关闭压力,保证既能使油管顺利通过环形防喷器,又能控制井口压力;
4.2.3.3.5施工过程,在两个操作手之间应用双方确认的交流方式交流,以克服障碍物和噪音的干扰;起下管柱速度由两个操作手商定,以保证液压操作手有足够的时间进行操作;
4.2.3.3.6在起下管柱过程中,应在环形防喷器胶芯上涂润滑油以减少摩擦力,延长胶芯使用寿命;
4.2.3.3.7暂停起下作业时,应在管柱上部装上旋塞阀,并关闭。
4.2.3.3.8需要24小时以上长时间关井时,应坐入油管悬挂器。
4.2.3.3.9为预防潜在风险,遇到有人员上下工作平台梯子、有人员进入或者离开工作台、有人员在井架梯子上等情况时,应停止管柱的起、下作业;

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