多用途井口法蘭研發(fā)投用
時(shí)間：2019-08-24 10:45
來(lái)源：
作者: 隋迎章 苗一青
隨著油田開發(fā)需要， 高溫高壓井口的使 用日趨普遍。我們 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)倒換井口 做法是施工前拆掉原有的普通低 壓井口，裝上高溫高壓井口，施 工后再換回普通低壓井口。整個(gè) 倒換井口過(guò)程由于受井口銹蝕、 井口高度等因素影響，施工時(shí)間 長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且存 在一定的安全隱患。對(duì)此，我們 研制一套各種井口通用的底法蘭， 一經(jīng)裝上后永不拆卸，使該問(wèn)題 在一定程度上得到了解決。 孤島 采油廠老井很多，這部分井投產(chǎn) 時(shí)間長(zhǎng)，套管絲扣銹蝕嚴(yán)重，底 法蘭或套管短節(jié)很難拆卸。
目前 我廠作業(yè)隊(duì)的底法蘭拆卸方法是， 首先使用長(zhǎng)油管推，對(duì)作業(yè)隊(duì)來(lái) 講，如果使用長(zhǎng)油管推能卸開是 最理想的，也符合安全規(guī)定。使 用長(zhǎng)油管推如果卸不開，往往使 用通井機(jī)大繩拉，把銹蝕的絲扣 拉開。若仍卸不開，只能在井口 動(dòng)用氣焊，同時(shí)使用通井機(jī)大繩 拉，加溫絲扣，直到卸開為止， 整個(gè)過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且被卸開 的位置也不好確定，很容易將下 部套管卸松。倒換高溫高壓井口 法蘭的難題。倒換高溫高壓井口 耗時(shí)長(zhǎng)，根據(jù)孤島采油廠作業(yè)大 隊(duì)（西區(qū)）技術(shù)組統(tǒng)計(jì)，2015 年 大隊(duì)注汽及高壓施工倒換高溫高 壓井口達(dá) 422 井次。
我們對(duì) 2015 年 11~12 月大隊(duì)倒換高溫高壓井 口耗時(shí)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，平均總耗時(shí) 為 234.5 分鐘，其中用在拆裝底 法蘭的耗時(shí)占總耗時(shí)的 65.33%。 工作人員只要解決了拆裝底 法蘭的難題就會(huì)大幅縮短倒換井 口時(shí)間。 倒換高溫高壓井口底 法蘭難度大。目前我廠作業(yè)隊(duì)的 底法蘭拆卸方法是，首先使用長(zhǎng) 油管推，對(duì)作業(yè)隊(duì)來(lái)講，如果使 用長(zhǎng)油管推能卸開是最理想的， 也符合安全規(guī)定。使用長(zhǎng)油管推 如果卸不開，往往使用通井機(jī)大 繩拉，把銹蝕的絲扣拉開。若仍 卸不開，只能在井口動(dòng)用氣焊， 同時(shí)使用通井機(jī)大繩拉，加溫絲 扣，直到卸開為止，整個(gè)過(guò)程費(fèi) 時(shí)費(fèi)力。
并且被卸開的位置也不好確定，很容易將下部套管卸 松。 頻繁倒換高溫高壓井口底 法蘭存在一定的安全隱患。作業(yè) 隊(duì)伍目前在更換底法蘭時(shí)，不僅 有較大的難度，同時(shí)也給作業(yè)施 工帶來(lái)極大安全隱患，我廠大部 分油水井所用套管是普通套管， 扣型是 LCGS，這是一種長(zhǎng)圓螺 紋，與油管螺紋牙型完全一樣， 有一定上卸扣次數(shù)使用壽命。因 此環(huán)型鋼板處的套管接箍和連接 底法蘭的套管短節(jié)，其絲扣不應(yīng) 頻繁拆卸。
現(xiàn)階段倒換方式的弊端
目 前， 我 們 在 倒 換 常 溫 高 壓施工井口時(shí)，為了減輕職工的 勞動(dòng)強(qiáng)度及更換時(shí)間，常常采用 加裝變徑法蘭的方法來(lái)完成。存 在的不足是變徑底法蘭的高度為 50cm，裝上后大大增加了井口的 高度，使員工在超高狀態(tài)下操作， 會(huì)增加一定的安全隱患。另外， 在熱采注汽井由于受鋼材熱膨脹 的限制無(wú)法使用該方法。多用途 井口底法蘭的研制。我們以原有 的 250、350、700 型井口的尺寸 為依據(jù)，設(shè)計(jì)加工一種既可以安 裝普通低壓 250 型井口，又可以 安裝 350 型及以上井口的底法蘭， 連接方式還是 12 條螺栓連接。
底 法蘭外形尺寸的設(shè)計(jì)：根據(jù) 350 型井口底法蘭的最大外徑、方便 操作及安全考慮，我們把該工具 的最大外徑設(shè)計(jì)為 φ 480mm； 底法蘭沿 3,600 均布設(shè)計(jì) 2 圈螺 栓孔，每圈 12 個(gè)螺栓孔。內(nèi)圈 直徑為 φ 317.5mm、外圈為 φ 403.2mm；對(duì)于底法蘭螺栓孔徑， 考慮到要針對(duì)不同型號(hào)規(guī)格的螺 栓，我們統(tǒng)一設(shè)計(jì)成 φ 39mm； 底法蘭與套管短節(jié)連接絲扣，根 據(jù)孤島采油廠油水井實(shí)際情況設(shè) 計(jì) φ139.7mm 及 φ177.8mm 兩 種。 底 法 蘭 厚 度 按 350 型 井 口 底 法 蘭 厚 度 85mm。 鋼 圈 及 鋼圈槽尺寸的設(shè)計(jì)：鋼圈槽的設(shè) 計(jì)，根據(jù)以前的調(diào)查分析我們確 定 為 單 圈， 尺 寸 按 250 型 鋼 圈 槽設(shè)計(jì)為 φ220mm。為了滿足 要求，借鑒異性鋼圈原理，我們 設(shè)計(jì)一種可變徑式鋼圈，小圈為 φ220mm、大圈為 φ240mm。 這種鋼圈運(yùn)用后就可以對(duì)不同直 徑的井口在不換底法蘭的情況下 進(jìn)行倒換。
工具材質(zhì)的選取
研制該工具的重點(diǎn)是材質(zhì)的 強(qiáng)度及耐高溫性能，因此我們選 材時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)中常用的幾種不同的 材質(zhì)，分別從幾個(gè)方面進(jìn)行分析 對(duì)比，通過(guò)綜合評(píng)價(jià)，最終選擇 使用 30CrMoA 為工具的原材料。 確定了工具的材質(zhì)及尺寸后，我 們發(fā)現(xiàn)，選擇的材料雖然很好， 但 是 要 在 其 3,600 平 面 上 加 工 兩圈 24 條螺栓孔，強(qiáng)度能否達(dá) 到？根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸：內(nèi)螺栓孔的 圓心間距為 317.5mm，外螺栓孔 的 圓 心 間 距 為 403.2mm， 兩 者 之間的圓心間距是 85.7mm。小組經(jīng)過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)經(jīng)過(guò)計(jì) 算后充分論證，一致認(rèn)為只要使 用 30CrMoA 鋼為材料加工制作 的底法蘭強(qiáng)度可靠。機(jī)械加工制 造。
根據(jù)設(shè)計(jì)思路和實(shí)施情況， 我們委托有資質(zhì)的機(jī)械廠進(jìn)行了 加工。樣品加工完成后，經(jīng)勝利 油田技術(shù)監(jiān)督中心檢驗(yàn)，尺寸、 壓力、溫度級(jí)別、材料級(jí)別等符 合《GBT 22513-2008 石 油 天 然氣工業(yè)鉆井和采油設(shè)備井口裝 置和采油樹》標(biāo)準(zhǔn)要求。工具加 工成型后，2016 年 5 月 12 日， 在 作 業(yè) 118 隊(duì) GDNB76X38 井 進(jìn)行了試驗(yàn)，在裝上我們的專用 工具后，倒換井口時(shí)間大大縮短， 并 且 試 壓 35MPa， 穩(wěn) 壓 30min 壓力不降，同時(shí)跟蹤注氣 12 天， 沒(méi)有井口刺漏現(xiàn)象，試驗(yàn)取得了 成功。工具研制成功于 2016 年 5~12 月份在 28 口井推廣使用， 使用過(guò)程中及后續(xù)跟蹤都沒(méi)發(fā)現(xiàn) 不良影響，試驗(yàn)效果良好。
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