斜直井倒扣旋转装置的研制与应用

2013-05-10 02:30陈翔宇范红禅彭兴林
科学时代·上半月 2013年3期
关键词:施工进度

陈翔宇 范红禅 彭兴林

【摘 要】目前,在斜直井大修施工中,斜直井作业机的吊卡不能旋转始终是一个难题,给斜直井的倒扣、磨铣等施工带来了极大的不便,制约着斜直井大修作业的施工进度。国内外没有现成的合适工具可代替,也没有一套可行的经验来参考。我们研制这套斜直井倒扣旋转装置,可有效的解决斜直井作业机的吊卡不能旋转始的难题,在上提30吨负荷以内可保证井内管柱旋转,给斜直井的倒扣、磨铣等施工带来便利,极大地提高斜直井大修作业的施工进度,并且能有效地降低安全事故的发生,其经济效益和和发展前途具有广阔的前景。

【关键词】斜直井;倒扣旋转装置;大修作业;施工进度

前言

斜直井作业机的吊卡构造特殊,吊卡斜贴在吊卡支座上,不能旋转。使斜直井的油管倒扣很不方便,在上提一定负荷倒扣时,因吊卡不旋转,无法正常进行倒扣施工。只能小负荷倒扣,这样每次倒的管柱较少,增加了作业工作量。另外倒扣时油管接箍在吊卡翻板上旋转,损伤油管接箍及吊卡翻板,并且容易引起油管脱扣,存在事故隐患

1.研究及解决的问题

1.1研究的主要内容

研究的主要内容是通过设计制造斜直井倒扣旋转装置,并在现场应用试验,实现上提负荷倒扣,旋转管柱。该装置选用的圆钢一定采用优质钢,具有一定的强度和硬度,两个轴承槽严格要按图纸加工,推力轴承NSK29415M和向心轴承NSK6218的质量保证。

1.2研究思路和技术路线

要满足斜直井上提一定负荷倒扣的目的,关键的问题是要在斜直井的吊卡上面设置一个承载旋转装置,使该装置既能承载一定负荷,又能旋转。

1.3研制开发相关配套装置

①研制承载端头,与中心管相连接。

②研制承载轴承,在上提管柱过程中承载轴承可以在承受载荷30吨的状态下还可以自由转动。

③研制扶正轴承,在管柱自由旋转的同时使管柱不能随意摆动。按照这个思路,首先要考虑承载负荷,这就是装置钢材的选择,再就旋转,就是推力轴承和向心轴承的性能。形成思路后,项目组计出了斜直井倒扣旋转装置,装置主要由承载端头,推理轴承,向心轴承,外套,下端盖,中心管等部分组成。

④设计思路是用φ200mm×210mm的圆钢做为加工旋转装置的基础,在圆钢的中心用车床车一个φ130mm的通径,深度170mm的园槽,圆钢上面车一个直径为 φ160mm,深度为95mm的园槽,圆钢下面车一个直径为φ100mm,深度为40mm的园槽,圆钢上槽镶一个外径为φ160mm,内径φ75mm,高度为65mm的推力轴承8315,用于承载负荷。推力轴承下槽镶一个外径为φ130mm,内径φ75mm,高度为25mm的向心轴承36215,两个轴承之间用轴套相连,保证管柱平稳旋转。轴承内部装镶一个外径为φ100mm,内径φ75mm,高度为20mm的钢管做为支撑套。中心管长度630mm,上面车成21/2〞油管内丝扣,用护帽封住,下部车成21/2〞油管外丝扣,倒扣时,与油管直接连接,也可以通过变扣与钻杆连接。( 如图)

斜直井倒扣旋转装置图纸

1.4斜直井倒扣旋转装置的工作原理

将本装置坐在斜直井作业机的吊卡上,将中心管下端连接到丼内管柱上,上提大钩,外套受力后将力量传递到承载轴承,通过承载端头轴承将力在传到承载端头再传到中心管。在上提管柱过程中承载轴承可以承受载荷30吨的状态下还可以自由转动。

1.5技术参数

1.6技术经济指标及工作量完成情况

根据对传统斜直井倒扣工艺的分析,我们对斜直井倒扣旋转装置项目制定了以下技术经济指标:

①1000米以内的遇卡斜直井打捞倒扣缩短工期:20小时

②倒扣成功率:100%

③使用于所有斜直井的旋转管柱施工,包括旋转座封,倒扣丢手、打捞,等施工。经3口实验井统计,均达到预定指标。

2.主要成果及认识

2.1取得的成果

①本项目通过全体成员的共同努力,研制成功了包括承载端头,推理轴承,向心轴承,外套,下端盖,中心管等部分组成斜直井倒扣旋转装置;

②现场进行斜直井上提负荷倒扣实验取得了成功,解决了斜直井不能大负荷上提倒扣的难题,项目取得了圆满成功;

③本装置的成功应用,为作业施工减少作业占产、消除安全隐患提供了保障。

2.2取得的主要认识

该项目因其结构简单、操作方便,安全可靠,灵活好用等特点,在斜直井的倒扣施工中有着较好的应用前景,在斜直井的倒扣施工中,我们将加强推广应用,使该技术发挥更大作用。同时,在应用中不断查找不足,并及时整改,使该技术不断地完善发展。

3.现场实施及应用情况

①2010年9月6日,HN-XJ201队在楼31223斜直井检泵施工,起完全井抽油杆后,连上提升短节,拔钻200KN提不动井口,无法拆掉上法兰。将该装置装在提升短节上面,座在斜直井吊卡上,拔钻170KN,将上法兰提离井口大四通2cm,用液压钳倒扣,该装置旋转灵活,不到2分钟倒扣完毕。拆掉上法兰,起出倒开的油管,经统计,一次将遇卡点以上的45根油管全部倒出。缩短工期3天。

②2010年10月7日,HN-XJ203队搬上的新6163井,该井填砂油管卡死,油管拔钻时拔300kN拔不动,倒扣时先拔钻20kN倒扣,一次只倒出2根油管。后将该装置装在斜直井翻板吊卡上面,拔钻120KN,用液压钳倒扣,一次倒出13根油管,后又下反扣钻杆,将该装置装与反扣钻杆相连,拔钻120KN倒扣,将遇卡点以上的12根油管全部倒出。极大地提高了倒扣作业施工速度,降低了劳动强度,缩短工期8天。

③2010年11月9日,HN-XJ201队在楼7917井打捞防砂管施工,捞获防砂管后,作业机不带负荷倒扣,打捞工具在鱼腔内空转,倒不开防砂管,作业机带上5吨负荷,管柱根本转不动。加上该装置后,上提150KN,一次倒出7根防砂管,缩短工期6天。该井施工属于大修作业,一般施工周期较长,而该井之所以仅用10天时间干完,主要在于运用斜直井倒扣旋转装置,倒扣施工时可以较大负荷的上提倒扣,极大地提高了施工效率,并且操作方便,在施工过程中没走弯路(如表1)。

4.结论及认识

4.1取得的成果

①本项目通过全体成员的共同努力,研制完成了斜直井倒扣旋转装置;

②现场进行斜直井上提倒扣实验取得了成功,解决了斜直井不能上提倒扣的难题,项目取得了圆满成功;

③本装置的成功应用,为作业施工减少作业占产、消除安全隐患提供了保障。

4.2取得的主要认识

该项目因其装置体积小,重量轻,拆装方便,操作容易,能消除倒扣时的多种事故隐患。我们将加强推广应用,使该技术发挥更大作用。同时在现场应用中不断改进提高,从而发挥该装置的最大作用。

参考文献:

[1] 尹永晶,杨汉立,等.车装钻机[J].石油工业出版社,2002.

作者简介:

陈翔宇,工程师,河南邓州人,生于1969年,1990年毕业于重庆石油学校,现从事井下作业设计工作。

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