HK_3型油气井井喷抢险装置研制与应用.pdf

HK_3型油气井井喷抢险装置研制与应用

*綦耀升,地址:(257068)山东东营胜利石油局河口采油厂作业科.

钻采机械

HK—3型油气井井喷抢险装置研制与应用

綦耀升*

贾玉武

(胜利石油管理局河口采油厂)

摘要河口采油厂研制成功了HK—3油气井抢险控制装置,使

得井喷事故发生后能够安全、高效的拆除废旧井口,安装封井器.本文结

合具体井例对该装置进行了较为全面的介绍,为一般性的油气井井喷事

故处理提供了一项安全、可靠的方法.

主题词井喷井控设备设计强度试验应用

在油田开发过程中,受诸多因素影响,井喷失控事故时有发生.多年来

事故发生后如何安全、快捷、有效的处理一直是个难题.传统的处理方

式是打人海战术.利用人力将现场被油气流刺坏的井口拆除,然后再靠人

力将完好的井口装置或封井器装于有强大气流喷出的井口来完成井喷

抢险工作.由于现场条件恶劣,难以统一指挥,从而造成很大的财力、物力

浪费,且成功率低.更有甚者直至地层坍塌、油井报废.仅胜利石油管理局

河口采油厂发生的4起井喷事故,经济损失竟达500多万元且造成操作

人员轻重伤5人.

胜利石油管理局河口采油厂在总结多年处理井喷事故的基础上,利

用近三年的时间研制、试验成功HK—3型油气井井喷抢险装置.经过

数井次应用取得了良好的经济效益和社会效益,填补了国内开采井一般

性井喷事故处理专业设备方面的空白,于1996年被批准为国家使用新

型专利(专利号1).

HK—3型油气井抢喷装置工作原理

HK—3型油气井抢喷装置(以下简称装置)的设计是在油气井井喷

发生后,能够在较短时间内抢装井口封井器并以确保井口操作人员人身

和施工安全为基础.其工作原理是,将装置的下卡瓦固定在套管短节上,用

两个异径销轴把装置轴体固定于井口一方,通过上轴套绕轴体的旋转将

封井器推向油井套管的轴线位置,然后通过调整丝杠微调偏心距使封井

器通径中心与套管轴线重合.通过中心丝杠

将封井器压紧在原井口法兰盘上,即可安全的安装井口螺栓、紧固

井口、关闭封井器,完成抢险施工.为保证整个抢险过程中的施工安全,

装置设计过程中没有采用任何设备动力,以避免在整个施工过程中引起

火灾

.

图中:1.轴体2.限位螺钉3.上轴套4.调整螺杆5.手轮6.连

接法兰座7.上卡瓦8.全封封井器9.下卡瓦10.下销轴11.上销

轴

图1HK—3油气井抢险装置工作状态

与装置配套设计了废旧井口拆卸爪、139.7套管自封和177.8套

管自封,使得装置的功能扩展到可在井喷情况下拆卸废旧井口及无井口

法兰时

45?1999年第22卷第1期钻采工艺

换装新井口装置.并且设计了单独拆卸更换250型采油树套管闸门

装置以处理油井套管闸门刺坏的情况.下卡瓦更换牙块可适应139.7和

177.8两种最常见的油井套管.

装置强度校核

为确保装置在整个处理井喷过程中的安全系数和使用最轻便的材

料,装置在设计、试验过程中委托石油大学(华东)零件教研室进行了强

度理论校核.结论如下:

(1)设定装置工作过程中,封井器受到液体的冲击力和光套管抢喷关

井时井内的上顶力为100kN.

(2)驱动、调整螺杆均有较大的强度余量,可靠性高.

(3)上、下卡瓦固定部分的强度余量较大.

(4)抢险装置本体有较高的强度,可满足抢险要求.

(5)从整体分析可知,该装置设计安全系数在3左右,可满足瞬时过载

三倍的要求.

现场应用

样机在胜利石油管理局境内的沾38—11、利33—311、沾38—

36、营87—32和沾3—2等5口井的井喷现场得到应用,取得了良好

的效果.

1.暴露出的问题

沾38—11井和利33—311井井喷发生在1997年年初.虽然在井

口清理完毕后在较短的时间内完成了安装封井器的施工,但是装置的设

计不够完