用于绿色高效修井作业的液压操作平台

□ 王 臣 □ 龙 尧 □ 柳 理 □ 王可佳 □ 李向敏 □ 周小刚

1.中国石油集团渤海石油装备制造有限公司石油机械厂 河北任丘 062552 2.华北油田公司 河北任丘 062552 3.华北油田公司二连分公司 内蒙古锡林郭勒盟 0260004.华北油田公司工程技术研究院 河北任丘 062552

1 研制背景

油水井修井作业是提高油井产量的重要手段,随着油田开发进入中后期,现场修井作业工作量逐年攀升,油管、抽油杆清洗量逐年增大,污染防控工作难度愈来愈大。为响应国家绿色矿山建设要求,实现油田公司可持续发展,改变传统的修井作业方式,创新一种更加环保、更加高效的修井作业工艺迫在眉睫,具有十分重要的社会效益和现实意义。

油水井修井作业是维持油田正常生产的重要手段,传统的作业方式存在环保风险突出、劳动强度大等问题。绿色高效修井作业配套工艺装置的研制与应用,不但消除了修井作业过程中的环保风险,还节省了地面污染物处理的材料、人工、车辆费用及油管和抽油杆的清洗等费用,从根本上改变了以往的传统修井作业工艺。

笔者对用于绿色高效修井作业的液压操作平台的研制进行介绍。

2 主要研究内容

液压操作平台应用全过程控污技术,对污染点进行控消,实现绿色作业。利用液控、气控、电控操作方式替代传统人工操作方式,降低现场员工劳动强度,实现井口单人操作,降低安全风险,利于目标的推广。

对于研制液压操作平台,旨在研究配套修井作业清洁环保自动化装备,应用全过程的控污技术,保证井内起出的油管和抽油杆所带出的污液不落地,从根本上改变以往的传统修井作业工艺,实现全过程的清洁环保高效作业。利用液控、气控、电控操作方式,降低现场员工修井作业过程中的劳动强度,提高生产效率。提高井控抢喷效率,实现快速封井。可实现井口单人操作,排除单吊环等安全事故隐患,削减安全风险。

3 主要技术指标

液压操作平台的主要技术指标有三方面:

(1) 液压操作平台承载能力不低于1 000 kg;

(2) 液压钳液压摆幅吊臂承载能力不低于300 kg;

(3) 井口液体自动回收装置对管柱内液体的回收率达到98%以上,回收能力不低于30 L。

4 结构原理

液压操作平台是井口操作工的操作台,具有防污、起下、井控抢喷、液压钳吊装、油管抽油杆卡持等多种操作功能,如图1所示。

液压操作平台结构原理如下:平台后部通过圆形卡箍与修井机井架下部支腿连接,不改变修井机整体结构;操作平台的作业台面通过滑轨安装在垂直方轨上,方轨内部安装液压缸来完成平台的升降动作,方轨侧面设计定位销孔,保证操作平台安全;操作平台下部斜位安装支撑摆幅液压缸,用来完成操作平台的支撑、回收、展开动作;操作平台面采用双层设计,上面为防滑钢网,下面为锥度钢板,回收喷溅污液至油套环空,当污液量较大或液面在井口无法回流时,可通过液动污液泵输送至污液池或罐进行集中回收;平台护栏为可折叠设计,无需拆卸随台运输,安装灵活方便。液压操作平台可在修井机前部三面开展油管、抽油杆起升、下放作业,井场适应性强,操作平台上部安装防喷总成放置架,具有快速释放和回收功能。

5 关键技术

液压操作平台的关键技术如下:

(1) 液压操作平台下部整体安装污液回收装置,污液可自动回流至油套环空,如环空液面较高时,可通过平台底部安装的液动污液泵输送至集液池;

(2) 液压操作平台上部设计安装防喷总成放置架,具有快速释放和回收功能,节省了人工搬抬防喷器总成的时间,平台下部悬吊井口顶丝及防喷器开关工具,方便关闭顶丝和防喷器,大大提高抢喷效率;

(3) 液压操作平台可以三个方向进行起下作业,适用各种井场的作业要求。

6 创新点

液压操作平台的应用,消除了修井作业过程中的污液污染,减少井口操作员工数量,改两人操作为一人独立操作,提高了生产效率,主要创新点如下:

(1) 应用全过程的控污技术,对油管上部、下部、井口周围、滑道下部所产生的污染点进行控消,达到了全程可控,消除了环保风险,实现了绿色作业;

(2) 大量利用液控、气控、电控操作方式,降低了修井作业过程中的劳动强度,提高了生产效率;

(3) 提高了井控抢喷效率,采用防喷总成架和卡盘内径180 mm的设计,大大提高了快捷程度,实现了快速封井。

7 应用效果

液压操作平台经过现场应用验证,运行平稳,动作连贯,井口只需一名员工操作,装置性能稳定可靠,已具备现场推广应用条件。

施工一口油水井单井可减少清蜡、材料、油管回收、场地清理、地面管线通扫、特种车辆及人工费用共计7 807元。目前某采油厂现场应用装置一套,施工112口作业井,累计节约成本支出87.44万元。每个班组能够减少一名操作员工,每名员工年人工成本为15万元,每个作业队有四个班组,目前已现场应用一年零四个月,累计减少人工成本支出75万元。单套装置投入为56.4万元,截至目前累计节约资金106.04万元。

华北油田公司每年油水井作业工作量为5 130口,拥有作业队伍250个,每个作业队按四个班组配备,如该装置在整个华北油田公司推广应用,年创可达4 904.991万元,如在全国石油系统推广应用,效益相当可观。

8 结束语

用于绿色高效修井作业的液压操作平台以改变传统作业方式为目标,有效控制了修井作业过程中的环保风险,改善了工作环境,减轻了员工劳动强度,提高了生产效率,削减了操作安全风险,深受现场操作员工欢迎。

液压操作平台的应用,从根本上改变了以往的传统修井作业工艺,符合国家建设绿色矿山理念,开创了绿色环保作业新方向, 顺应时代发展要求,在修井作业行业具有很强的示范作用和较高的推广价值。