氮气钻井设备施工中常见故障分析及消减措施.pdf

氮气钻井设备施工中常见故障分析及消减措施 胡挺 曾权先 孙新江 杨勇 席岩 刘莉 （西部钻探吐哈钻井工艺研究院） 摘要：气体欠平衡钻井是保护、发现油气层和增产、提高单井产能的有效工艺技术，因此倍受各油田公司的青睐。近年来 气体钻井数量逐年递增，通过实施气体钻井发现了很多常规钻井不能发现的油气资源，气体钻井设备作为气体钻井的硬件支持， 在实施气体欠平衡钻井作业过程中如何有效的对常规故障进行识别以及如何消减显得尤为重要，本文对气体钻井施工过程中存 在的安全、健康、环境进行了全面系统的分析，并结合吐哈油田实施气体钻井积累的丰富经验，针对气体钻井设备施工过程中 出现的常见故障提出了有效的消减措施。 关键词：钻井设备 故障分析 消减措施 氮气钻井 一、概况 气体钻井技术产生于国外二十世纪五十年代，八十年代在美国、加拿大兴起。目前，在美国和加拿大 的陆上油田，接近1/3 的井是用欠平衡完成的，其中20%的井是采用气体钻完成，2004 年以来，我国欠平 衡钻井也得到了迅速发展，应用数量逐年增加，特别是气体钻井技术得到了广泛的关注和重视，并已在吐 哈和四川得到了规模应用。尤其在吐哈油田的西峡沟区块利用气体钻提速创机械钻速33.92m/h 的记录，较 该区块平均机械钻速提高了5-10 倍，目前国内气体钻井设备越来越多，发动机、空气压缩机、增压机、膜 制氮单元、地面管汇、旋转控制头在实施气体钻井施工过程中随时存在着对人生安全、健康、环境构成隐 患，因此正确应对制氮设备常见故障并制定相应消减措施是顺利实施气体钻井的前提和基础。 二、氮气钻井设备施工中常见隐患的识别 2.1、空气压缩机 空气压缩机作为气体钻井提供气源的基本单元，在使用过程中主要存在的隐患包括：机头、压缩机润 滑油高压管线、排气止回阀、温控阀、冷却系统及管线均存在高温、高压以及空压机油的渗漏问题，其中 高温最容易对人体造成烫伤，高压气体在管线的薄弱处也容易出现刺漏伤人，漏油若处理不当易造成环境 污染。 2.2、膜制氮单元 膜制氮单元是将空气压缩机提供的气源进行氮氧分离，膜组在使用过程中常见的隐患包括：膜组单元 的连接管线存在高温现象，排污阀要及时排污，防止污水聚集，冬季污水聚集易产生冻结存在管线破裂现 象，进入膜组的气源要求干净、干燥、恒温，防止空气压缩机油雾进入膜组单元对膜组造成污染。 2.3、增压机 增压机是将膜制氮单元分离出来的氮气进一步增压，使其达到气体钻井要求，增压机在使用过程中常 作者简介：胡挺（1983-），男，助理工程师，2007 年毕业于重庆大学资环学院采矿工程专业，现主要从事钻井工程技术研究与 欠平衡技术服务工作。地址：（838202）新疆鄯善县火车站镇西部钻探吐哈钻井工艺研究院，电话：0995-8374667， Email:hutingblue2008@163.com。 见的隐患包括:排气管线、控制气管线及进气阀、排气阀等处存在的高温、高压气体，在丝扣连接管线不紧 的地方容易出现高压气体刺漏伤人，增压机工作时不能接触增压机的管路或其他生热零件，容易造成烫伤。 在增压机附近不要存放易燃物(如油抹布)，以免引起火灾。 2.4、地面管汇 地面管汇包括高压管线和低压管线，高压管线存在着高温、高压、泄露、蹦跳等隐患，低压管线的快 速接头存在泄露现象，远程控制室的快速接头也存在泄露现象，丝扣连接处因密封圈失效易造成泄漏现象， 由壬连接处未砸紧也存在泄漏现象。 2.5、旋转控制头 旋转控制头作为气体钻井井口控制的基本单元，其液控操作系统、润滑系统、冷却系统，对其实施高 空作业程序中存在着各种隐患，主要表现在液控操作系统渗漏，润滑系统、冷却系统存在漏油、漏水现象， 高空作业存在落物、滑落、有害气体伤害等隐患。 三、氮气钻井设备施工中常见故障的消减措施 在气体欠平衡钻井施工过程中，首先要对气体钻井设备存在的故障进行识别，然后对其进行有效的防 患，同时也要寻找相应消减措施，确保在气体钻井施工过程中避免设备对人生安全、健康、环境造成危害。 3.1、空气压缩机常见故障消减措施 表1：空气压缩机常见故障消减措施 故障特点 原因分析 消减措施 油冷却器芯脏；