作业油管喷提防污装置的研制与推广

张兴瑞

【摘 要】作业施工是采油厂原油上产的的重要保障措施。目前胜利油田各基层队已全面推广清洁生产审核验收，清洁生产工作受到了油田的高度重视，推行清洁生产、降低油水外排、减少环境污染成为油田环保工作的重中之重。本文分析了油管喷提施工现状，介绍了油管喷提防污装置项目开展情况及应用效果。

【关键词】作业；油管；喷提防污装置；研制；应用

一、油管喷提施工现状分析

修井施工中，由于砂堵、杆断、工具失效等原因，造成的冒喷提管柱（即油管内井液无法正常泄入井内，卸开油管后井液喷溅在地表）施工井大量存在，是造成修井施工环境污染的重要原因之一。目前使用的治理工具存在一定程度的缺陷，严重影响使用效果，多年以来无法得到有效解决。因此导致井筒内的油水带出，产生了地面環境污染，造成高额污染治理费用。

1.1问题分析

目前，作业现场造成喷提油管主要有三个方面：（1）抽油杆断、脱，泄油器无法打开；（2）油层出砂导致砂埋泵筒卡活塞，泄油器无法打开；（3）油稠、工具失效等原因，泄油器无法打开。喷提油管造成起油管作业时油管内井液无法泄入井筒内，而是直接喷溅在地面，造成井场地面大面积污染。喷提油管施工形成地面污染主要有两个方面：

（1）在油管上提过程中，油管内的井液在惯性的作用下从油管顶端溢出，污染程度随油管上提高度的增加而增大。

（2）井口油管卸扣上提时，油管内的井液在液柱压差的作用下从油管下端喷出，是形成喷提油管施工污染的主要原因。

对于喷提管柱，只有从防污染措施配套方面来解决污染外排问题。目前，喷提管柱防污染工具主要依靠漏斗式喷提器。其工作原理是：将喷提漏斗连接在一侧套管闸门上，将油管卸开后，在井液流出时将油管下端快速推至喷提漏斗内，使井液流入漏斗中，经回流管进入井筒环空（见图1）。

图1 漏斗式喷提器

在实际施工中，漏斗式喷提器主要存在以下问题：

（1）回收方式属于开放式回收，喷提管柱时，由于井液出口与喷提漏斗之间存在一定距离和高度，相当一部分井液在冲入喷提漏斗后又从噴提漏斗上溅出，在井口附近常形成严重的喷溅污染区，污染液在井场大面积漫流。

（2）在带抽油杆冒喷提施工中，由于抽油杆妨碍了油管的推送，造成无法使用喷提漏斗；而在大修队钻杆冒喷提时，由于大修钻台的存在，喷提漏斗同样也无法应用。

（3）工具体积较大（漏斗端直径为400-450mm，长度大于500mm），对井口空间条件要求较高，当施工井口存在死角或空间有限时，喷提漏斗无法安装使用。

（4）在使用漏斗式喷提器的施工井中，污染液回收率平均为55-65%，大约三分之一的井液在回收过程中喷溅在地面，造成环境污染。

（5）喷提油管作业时，当完全卸开丝扣后油水直接刺漏、喷溅工人身上或井场周围，使大量油水外泄于地面，造成油水喷洒在作业工人身上，有损于工人身体健康，地面湿滑时施工存在安全隐患。

二、油管喷提防污装置项目简介

针对上述施工安全及环境污染方面存在的问题，我们对目前现场使用的各种井口配件及工具进行了深入的调研，研制出新型油管喷提防污装置，来满足目前修井作业的需要。

2.1防污装置结构

喷提油管防污装置主要由内置式防污油管喷提器以及专用提升工具组成，其核心部分为油管喷提器，主要由上压盖、固定销钉、锥度轨道、固定槽、滑块卡瓦、主壳体、下压盖组成，该装置的结构如图2所示。

图2 喷提油管防污装置结构示意图

专用提升工具主要用途是将喷提器从套管大四通处取出，主要由工作筒、提升短节、U形槽、插销组成。

2.2工作原理

油管喷提防污技术主要依靠油管喷提器、防喷器内部空间、油管自封三者配合工作（见图3）。油管自封密封油管上端，油管喷提器实现变径悬挂油管，油管内液体由防喷器内部空间直接泄入井筒，避免油水外泄污染环境。

油管喷提器主要应用抽油杆三球打捞筒工作原理，依靠三个滑块卡瓦在锥度轨道中的位置变化来改变其通径大小。油管喷提器主壳体内侧壁均布三个锥度轨道，每个轨道内安装一个配套燕尾形滑块卡瓦，可以在轨道内上、下自由移动。上提油管时，油管接箍推动三个滑块卡瓦沿轨道上移，内切圆逐渐增大，待接箍通过三个滑块卡瓦后，三个滑块卡瓦因自重沿轨道下滑，当滑块卡瓦下落至最低位置时，被下压盖托住，构成内切圆直径与油管本体外径基本一致。将油管提出自封卸开丝扣1～2圈，再将油管下入油管喷提器内，油管接箍座在三个滑块上，油管喷提器起到吊卡的作业，承受井内油管重量。卸松丝扣将油管上提约20cm，油管内液体由防喷器内部空间直接回流入井筒，避免了油水被带出到地面产生污染，达到清洁生产的目的。

三、油管喷提防污装置推广应用

喷提油管防污技术于2018年6月试验成功，得到了采油厂安全环保科、技术监督科、作业科等部门领导和专家的认可和好评，特别得到了安全环保科的大力支持和帮助，目前作业大队配备油管喷提器56套，在采油厂作业范围内推广应用。截止到2018年9月，该防污技术在作业大队实施作业137井次，成功率达96%以上，防污效果显著，特别是雨季施工对于防污染施工发挥了重要作用，解决了喷提油管施工发生污染的问题，节约污染治理和环保费用50余万元，取得了较好的应用效果和经济效益。

四、结论及建议

（1）油管喷提器与油管自封和防喷器三者配合使用，彻底解决了喷提施工中井液喷溅的问题，减少环境污染，同时也消除了喷提油管作业施工安全隐患，改善作业一线工人劳动条件，实现了修井作业安全、清洁生产。

（2）防污装置安全可靠，满足修井作业井控和安全要求，施工操作简便，成本低，防污效果显著。

（3）修井作业清洁生产是一项系统工程，最有效的防污染方法减少喷提油管施工的发生，建议对于油稠、含水低的井起管柱前进行充分洗井，同时加强对抽油杆断脱、油层出砂等问题的治理，从源头上避免污染的产生。

【参考文献】

[1] 周全兴.钻采工具手册（下）.北京：科学出版社，2002.