摘要:针对防喷管线钻入困难,施工难度大的问题,我们研制了出口伸缩地锚;将原有的地锚长度由原先的2m,缩短为1.3m,经计算此深度能达到防止放喷管线窜动的目的,同时减轻了职工一半的劳动强度;增加了伸缩内杆设计,可以根据井口高低调节地锚的高度;外管靠近地锚加厚部分增加了销轴孔,插入地锚杆肯以固定,内外管的任意高度内杆上加工竖排轴销孔,与外管孔配合穿插销轴固定不同的高度。内管前端采用U型卡环设计,消除了地锚与放喷间的间隙,管线固定更加牢固,两端采用开放式螺丝连接,拆装快捷方便。
关键词
伸缩地锚 防喷管线 劳动强度 压裂
0引言
井下作业在正式施工前,需要做好全部井控工作,防喷管线的安装是开工准备中重要的一环,防喷管线是从井口接出的钢制硬管线,因为长度较长,需要有效的加固,防止井喷时管线摆动造成事故,加固防喷管线一般采用地锚加固,常规地锚长度在2.2m左右,人力钻入施工难度大,并且不适合所有的施工井场。
1目前现状
现在我区所有施工作业井装出口管线,按标准出口管线长20m以上,需要2个地锚固定,井架的地锚由井架队的地锚机钻入和倒出,由于搬家上力时出口管线的朝向方位受各种因素的制约,不好确定固定地锚的具体位置,导致无法及时使用井架队的地锚机钻地锚,出口管线地锚基本上靠人力钻装。
作业施工井的搬家上力一般在白天,白天搬家上力包括设备、井架、板房、油管桥、循环罐、封井器等全部到位后,晚上开始摆放做开工前的全部准备工作,接好防喷管线后,需要地锚固定时,作业队施工人员只能靠人力钻地锚,钻入每个地锚至少需要4人1个小时的时间,夏天地表软,地锚容易钻,到了冬天,一个晚上钻不进一个地锚的现象常常发生,不固定出口管线为采油厂杜绝类问题,不能施工,等到第二天地锚机去钻地锚后在施工,严重制约了施工进度。
现场有的井口高,出口管线高,如图1;有的井口低,出口管线就低,如图2。使用常规地锚时,井口高时外露太长不符合采油厂的钻地锚标准,井口太低时,钻地锚钻到地表以下,增加了钻地锚的难度。
人工钻地锚时,必须挖坑,再旋转钻入,由于地锚坑有的挖的规范,有的不规范,不规范时地锚非常难钻,必须采用榔头砸等措施,损害了地锚叶片,如图3,安装放喷管线困难,也不规范。同时由于叶片的间隙必须和防喷管线的直径配合好,间隙过大造成防喷管线与地锚的叶片之间来回摆动,留下安全隐患如图4,间隙过小造成防喷管线安装不进去,造成施工的困难,由于地锚的叶片位置需要插地锚杠子钻地锚,造成叶片间隙不断的变大,影响了防喷管线的安装效果。
图1 图2
图3 图4
为此,作业队采取了多种改进措施,如图5,采取卡古固定,钻地锚时没有支撑,难以钻进,并且人力无法钻进时,也无法使用地锚机。如图6,采用固定式水泥度放在地面上,但是不符合大队及采油厂的检查要求和技术规范,效果都不是很好。
图5 图6
2研制过程、结构原理、使用步骤
针对以上问题,我们研制了出口伸缩地锚,如图7所示:
图7
它的结构包括:地锚本体、伸缩内杆、U型卡片、固定螺栓、调节销轴等组成。
与原有常规地锚的变化是:将原有的地锚长度由原先的2m,缩短为1.3m,经计算此深度能达到防止放喷管线窜动的目的,同时减轻了职工一半的劳动强度;增加了伸缩内杆设计,可以根据井口高低调节地锚的高度;外管靠近地锚加厚部分增加了销轴孔,插入地锚杆肯以固定,内外管的任意高度内杆上加工竖排轴销孔,与外管孔配合穿插销轴固定不同的高度。内管前端采用U型卡环设计,消除了地锚与放喷间的间隙,管线固定更加牢固,两端采用开放式螺丝连接,拆装快捷方便。
它的操作应用步骤是:首先拆下调节销轴,把伸缩式地锚的伸缩杆取出,将地锚人工或用地锚机钻入地下至地锚外露符合设计要求为止,再将伸缩内杆插入地锚的内腔,根据井口防喷管线的高度确定伸缩杆的插入深度,调整好后穿好调节销轴固定牢固伸缩内杆,然后将U型卡片两个固定螺栓拆开,放好绝缘胶皮后将防喷管线放入U型卡片内,盖好上卡片,上紧固定螺栓,从而将防喷管线牢固的固定在伸缩地锚内。
3现场应用及效果
从2018年5月开始在现场进行了应用如图8、图9所示,通过几口井的试应用,职工
图8 图9
反映效果较好,从6月份开始至今,我厂全部出口地锚均采用伸缩式,通过近1000口井的现场应用,人工钻地锚时间缩短近1-3小时,减少地锚损失30%,不论井口高低,均有良好的适应性,通过改进的加长伸缩地锚在压裂井现场也得到了应用,从而达到了达到了减轻职工的劳动强度、提高施工时效目的。
针对压裂施工井,井口高,放喷管线需要加固的需求,我们把出口伸缩地锚加长,如图10,图11所示,把出口伸缩的地锚应用进一步进行了扩展,解决了压裂井井口超高,压裂
图11 图12
后需要放喷压裂液时压裂放喷管线难以固定的问题。
社会效益:2018年5月至今共使用1000口井,每口井提高时效2-3小时,共节省1500×(2-3)=3000-4500小时,合计节省(3000-4500)÷24=125-187天,提高了生产时效,缩短了施工的时间,减轻了职工的劳动强度,社会效益显著。
我油田作业施工井均要有防喷管线,防喷管线都要用地锚固定,如果采用伸缩地锚,不单提高了开工时效,减轻了职工的劳动强度,并且适应不同的施工现场,不论井口的高低均适用,具有较大的推广前景。
参考文献
[1].成华国、张桂林等编.《井下作业标准汇编.》,中国石化出版社,2006年10月
[2].孙树强主编 《 井下作业工》 石油工业出版社,2006年9月
[3].万仁溥 《采油工程手册》(上册) 北京 2000年
[4].胡盛中主编 《石油工业新技术及标准规范手册》 哈尔滨地图出版社 2004.3