中国石油天然气集团公司带压作业技术规程(试行)

3 附件 中国石油天然气集团公司带压作业 技术规程 试行 第一章 总 则 第一条 为进一步促进油气水井带压作业 以下简称带压 作业 工作 指导和规范带压作业相关工作程序 确保安全生 产 特制订本技术规程 第二条 本规程规定了带压作业的相关定义 井的类型划 分 设计 风险评估 施工准备 操作程序 主要设备检测和 人员素质要求及培训等 第三条 本规程适用于陆地油 气 水井的带压作业 第二章 定义及井的类型划分 第四条 定义及术语 带压作业 主要是指在油气水井井口带压状态下 利用专 业设备在井筒内进行的作业 带压作业范围通常包括修井 完 井 射孔 打捞 磨铣 压裂酸化 抢险及其它特殊作业等 水合物 在一定的温度和压力条件下 天然气和水产生化 合作用形成的一种晶粒化合物 截面力 井内压力作用在管柱密封横截面积上的向上推力 4 称为截面力 中和点 管柱在井筒内的自重等于管柱截面力时的管柱长 度 叫中和点 又称平衡点 轻管柱 管柱在井筒内的自重小于管柱截面力的管柱 重管柱 管柱在井筒内的自重大于管柱截面力的管柱 第五条 带压作业井的类型划分 根据施工井关井压力 介质成分 气液比 井下工具长度 施工工艺复杂程度和施工环境 按施工难易程度将带压作业施 工井由高到低的顺序划分为三类 符合下列条件之一的 按就 高原则划为该类井 见表 1 表表 1 1 带压作业施工井类型划分带压作业施工井类型划分 井的分类一类井二类井三类井 关井压力 大于21 MPa7 MPa 21 MPa小于 7 MPa 地层含硫情况含硫化氢无硫化氢无硫化氢 气液体积比大于300小于等于300无天然气组分 井下工具 井下工具管串累计长 度大于7m 或单个工 具长度大于3m 单个工具长度介于3m 2m单个工具长度小于2m 施工工艺 1 射孔 2 配合压裂酸化 1 钻塞 磨铣 2 打捞 3 冲砂 其他工艺 施工井环境 距离井场周围50m有 居民区 学校等人口 密集场所 滩海 沙漠腹地 高山 森林 沼泽等环境敏感地 除一类 二类井外的其 它区域 5 第三章 带压作业设计 第六条 设计原则 带压作业三项设计总体原则按 SY T 1142 2008 井下作 业设计规范 执行 第七条 工程设计要求 工程设计应提供但不限于以下资料 施工目的及内容 井型和井别 投产时间 生产地层的压 力和井口压力 井口装置的型号及压力等级 井口套管头规格 井口四通上法兰规格 采油 气 树闸门通径和连接方式 油管 悬挂方式 油管悬挂器规格及扣型 井身结构 套管技术参数 固井质量评价及井下管柱详细情况 油管堵塞工艺要求 带压 作业装置要求 施工工序及技术要求等 第八条 施工设计要求 一 施工井井史资料查阅 编制施工设计前应查阅井史 分析以前出现过和潜在的各 类问题 以便于分析带压作业的可行性 井史资料查阅包括但 不限于以下内容 1 井场周边环境 包括居民区 学校位置 河流 植被状 况等 2 井的类型 井别 直井 斜井 水平井 油 气 水井等 全井的井斜 方位数据 3 硫化氢 二氧化碳浓度 6 4 井口套管头 采油 气 树和防喷器数据 尺寸 类型 工作压力及抗压载荷 5 套管 油管规格及完好状况 6 井下工具串的详细参数及说明 7 对每个层段所进行过的增产措施 8 每个相关地层的压力和产量 生产层 注水层位置 9 储层温度 10 完井方式及固井质量评价 11 天然气井水合物形成的可能性 12 凝析油储层中烃化物的产量 二 带压作业可行性分析 1 带压作业施工井况分析 2 带压作业施工环境分析 3 带压作业人员素质评估 4 带压作业施工设备状况分析评估 三 带压作业井口装置配备 带压作业井口装置是指安装在施工井口上的带压作业装置 用于油套环空的压力控制和截面力的控制 其组成主要包括安 全防喷器组 工作防喷器组和提升装置 其配备应根据带压作 业井的类型和施工内容确定 包括但不限于以下因素 1 油管 套管的尺寸 钢级 壁厚和压力等级 2 地层压力 关井压力 7 3 井内流体中硫化氢的含量 4 井内流体的类型及可能对钢材或密封材料的影响 5 需带压起下的井下工具串尺寸及结构 6 井口采油 气 树 防喷器组的尺寸和额定工作压力 7 施工工艺及环境等 四 带压作业下井工具要求 带压作业的下井工具包括但不限于内防喷工具和下井工具 串 施工设计中 下井工具的配置及组合应考虑以下几点 1 设计时要保证工具的长度和外径满足带压起下管柱的要 求 下井工具长度 例如封隔器 滑套 堵塞器工作筒 震击 器 钻铤 伸缩短节等 能够满足倒入或倒出防喷器组的要求 工具之间使用油管短节隔离开 以获得足够的坐卡瓦或关防喷 器的空间 工具内径能允许内防喷工具的顺利起下 2 下井工具串要尽量简单 以便于起下 3 应根据井下压力 温度和流体性质选择井下工具的钢级 材质 耐压等级和密封材料类型 五 带压作业工程力学计算 在编制带压作业施工设计时 应进行工程力学分析和计算 见附录 A 以保证所选择的设备满足作业要求 主要包括以 下内容 1 最大下推力 2 中和点位置 8 3 带压作业条件下管柱的临界弯曲载荷 4 油管的抗外挤强度 如果井内管柱处于硫化氢 二氧化碳等腐蚀环境中 应根 据油管腐蚀程度进行检测和评价 根据油管机械性能的降低程 度 相应降低允许的压力和负荷 六 带压作业施工程序要求 带压作业施工设计应明确施工准备 油管堵塞 设备安装 起下管柱 完井收尾等施工步骤 第四章 风险评估与控制 第九条 带压作业施工前 要对施工环境 施工井 设备 施工工艺等因素进行风险分析和评估 找出作业过程中可能存 在的各类风险 并针对每类风险 结合具体情况 制定出相应 的消除 削减和控制措施 第十条 风险评估应考虑的主要因素 一 环境因素 1 施工井的井场尺寸 位置 交叉作业等 2 施工井场周边环境 村庄 学校 地表水 海洋 山地 森林 植被等 3 作业时的极端气候条件 大风 沙尘暴 暴风雪 地震 极低温度等 二 施工井因素 9 1 套管 油管的承压能力 2 地层出水问题 出砂问题 3 油管内结垢问题 4 硫化氢含量 5 油气藏中流体含有挥发性或腐蚀性成分 6 地层压力和关井压力 7 井筒和地面设备内有爆炸性混合物 8 井下工具串复杂程度 三 设备因素 1 设备负荷 2 设备检测与认证 3 地面设备安全隐患 4 设备配套的完整性 四 施工工艺 1 工艺技术的成熟情况 2 工艺技术的适用条件 3 施工过程的风险控制措施可靠程度 五 人员因素 1 作业人员的素质和经验 2 作业人员状态 3 作业人员培训与持证情况 第十一条 危害识别与控制 10 带压作业的每个具体施工程序都可能存在危害因素 需要 对危害因素进行识别 并制定具体的控制措施 具体参考附录 B 一 油管严重腐蚀无法实施堵塞 套管承压能力小于地 层压力以及套管损坏的井不适合带压作业施工 二 六级以上大风 能见度小于井架高度的浓雾 暴雨 雷电等恶劣天气 应停止带压施工 三 非特殊情况 如抢险 应避免夜间带压施工 四 带压作业前应根据施工井的井口状况 对带压作业 井口装置进行地面加固支撑 以防止作业时的摇摆和振动井口 而损坏套管头 五 施工中 通过放喷或压井等方式进行降压处理 确 保带压作业工作压力小于工作防喷器组 套管头的额定工作压 力及套管抗内压强度三者最小值的 80 六 对于关井压力高于 21MPa 及含硫化氢等有毒有害气 体的天然气井 应采用液氮 氮气 等惰性气体将井筒内的天 然气推入地层 七 天然气井 在进行起管柱作业前 应用清水或液氮 置换出油管堵塞器以上管柱内的天然气和液态烃类物质 八 天然气井的工序管柱和完井管柱 在需要起堵塞器 之前应用清水或惰性气体置换出管柱内存留的空气 第十二条 应急预案要求 11 带压作业单位应按相关标准和规定 制定应急预案和处置方案 第五章 施工准备 第一节 提升设备准备 第十三条 带压作业提升装置的组成 带压作业提升装置包括举升液压缸 卡瓦组 或卡瓦 桅 杆 或修井机 和连接盘等 第十四条 带压作业提升装置的技术要求 一 承重部件的机械强度和承载能力应满足施工要求 能够承载井内管柱的最大轴向力 保证安全起 下管柱作业 二 卡瓦组 或卡瓦 的夹紧力应满足井内管柱轴向力 的需要 保证在起下作业过程中 管柱既不上窜 也不下掉 井口压力小于 21MPa 的井 可用闸板式卡瓦代替卡瓦组工作 三 修井机井架 桅杆 的高度应满足起下管柱长度的 需要 井架高度应不低于 21 米 第二节 井控装置的准备 第十五条 带压作业井控装置的组成 一 井控密封装置 安全防喷器组 包括剪切闸板防喷器 全封闸板防喷器和 与工作管柱外径适配的半封闸板防喷器 12 工作防喷器组 包括与井内工作管柱外径适配的上 下半 封单闸板防喷器和环形防喷器 二 液压控制装置 液压泵源 液压控制操作台和液压管线 三 井控管线 管汇 放喷管线 放喷节流管汇 压井管线 压井管汇 和压力 平衡管线 第十六条 带压作业井控装置配备 为保证带压作业正常 安全进行 预防井控事故发生 将 带压作业环空压力控制过程分三级 并根据压力控制级别配备 相应的井控装置 见表 2 表表 2 2 带压作业井控分级及井控设施配备带压作业井控分级及井控设施配备 一 安全防喷器组配备 依据施工井的地层压力 管柱结构和井内流体性质确定安 全防喷器组压力等级及组合形式 分级 分项 第三级第二级第一级 控制状态 工作状态压力控制安全保障状态压力控制应急状态压力控制 井控设施配 备要求 根据施工井压力等级 产量 介质等配备环型 防喷器 闸板防喷器 根据施工井压力等级 产 量 介质等配备闸板防喷 器 其数量根据管柱规格 进行配套 一类井的安全防喷器组应配 备剪切闸板和全封闸板防喷 器 目 的 保证工作状态下能安全 平稳地起下管柱 确保工作状态下的安全可 靠性 剪断管柱 实施安全关井 保障井口安全 13 安全防喷器组压力等级不小于地层压力 安全防喷器组由下至上应配备全封闸板防喷器 半封闸板 防喷器 一类井要在全封闸板防喷器上部配备剪切闸板防喷器 见 附录 C 1 二 工作防喷器组配备 1 依据井口压力确定工作防喷器组的压力等级 工作防喷 器组各组件的额定工作压力应大于井口压力 2 根据施工井的类型和施工内容不同 应配备不同数量和 类型的防喷器 一类井和二类井应配备两台半封闸板防喷器和 一台环形防喷 见附录C 1和附录C 2 三类井可配备一台半封 闸板防喷器和一台环形防喷 见附录C 3 从事打捞 在带压作 业井口装置内倒扣等特殊起下作业时 应增配一台全封闸板防 喷器 安装位置见附录C 1 2 C 2 2 C 3 2 3 在安全防喷器和工作防喷器之间至少应配备一个压力平 衡四通 三 液压控制装置的配备 1 液压控制装置的所有液压部件 包括软管 接头 方位 阀和管类 额定工作压力值不应小于液压泵源输出的额定压力 2 液压泵源的液压油箱应装配出气口 3 液压控制装置要配备一定容量的蓄能器组 14 蓄能器容量满足 当液压泵源发生故障时 保证使用蓄能 器的能量连续关闭环形防喷器 开关闸板防喷器两次后 蓄能器 的压力至少保持在 8 4 MPa 或使用储能器能量只关闭环形防 喷器 至少 10 分钟内蓄能器压力不低于 8 4MPa 4 根据带压作业井类型的不同 配备不同数量和类型的液 压控制装置 一类井应配备两套液压控制装置 其中 一套液压控制装 置用于控制安全防喷器组并实现远程控制 另一套用于控制工 作防喷器组和提升装置 在施工时 两套液压控制装置全部运 转工作 二类井最低配备一套独立的液压控制装置 三类井液压控制装置可以与修井机共用一个液压泵源 四 井控管汇的配备 应按照所在油区的井控规定 细则 执行 第十七条 带压作业井口装置的基本组合 根据施工井类型和施工内容确定带压作业井口装置的组合 形式 具体见附录 C 进行油管传输射孔或起 下单个工具长 度大于 2 米的井 应在安全防喷器组和工作防喷器组之间安装 一定长度的防喷管 见附录 C 1 2 C 2 2 C 3 2 进行电缆 传输射孔的井 应在带压作业井口装置上安装防喷管和电缆密 封装置 见附录 C 4 第三节 带压作业安全装置配备 15 第十八条 卡瓦联锁装置 天然气井在液压控制装置上应配备卡瓦联锁装置 避免在 起 下管柱过程中卡瓦误操作 第十九条 闸板保护器 天然气井应配备闸板保护装置 防止起下作业过程中油管 接箍刮碰防喷器 第二十条 锁定装置 带压作业装置的卡瓦 防喷器 液压缸等主要控制组件应 配备锁定装置 确保在维修设备或更换部件时处于安全状态 第二十一条 地面逃生装置 按相应安全标准配置逃生杆或逃生滑道或逃生索等 第四节 油管内压力控制工具准备 第二十二条 油管内压力控制级别划分 油管内压力控制工具的选用应根据井内压力控制级别确定 油管内压力控制级别划分见表 3 表表 3 3 油管压力控制级别划分及内控工具选取油管压力控制级别划分及内控工具选取 分级 分项 第三级第二级第一级 控制状态工作状态压力控制安全保障状态压力控制应急状态压力控制 内控工具配备 要求 根据施工目的和井况选用管柱 底部封堵方式 通常选用 油 管桥塞 堵塞器 单流阀及其 它特殊油管压力控制工具与技 术 当内堵工具坐封后 向 管柱内注入水及其它介 质 保障内堵工具处于 良好工作状态 如果井 下管内堵塞器发生泄漏 如果抢装旋塞阀失败 则使用剪切闸板 剪断 管柱 实施关井 16 会提前发现溢流 可以 抢装旋塞阀 第二十三条 油管内控工具 包括堵塞器 桥塞 液体桥塞 井下开关 单流阀 冷冻 塞等 第二十四条 油管内控工具选取原则 一 在采油 气 树和井下管柱通径满足机械类堵塞器 刚体外径要求条件下 优先选取机械类堵塞器 二 井下管柱带有预置工作筒且完好情况下 优先选取 与工作筒匹配的机械类堵塞器 三 没有通径要求的工序管柱宜选取井下开关 单流阀 等内控工具 但不宜选用盲堵和不可取堵塞器 四 完井管柱宜选用与工作筒配合的堵塞器 可捞式堵 塞器和油管尾堵等 五 为避免天然气井因压差过高导致桥塞失效 可使用 两个或以上桥塞进行逐级降压封堵油管 六 天然气井禁止使用挂壁式堵塞器 G 型密封和类似 的堵塞器 第五节 其它装置及工具的准备 第二十五条 旋转装置准备 需要旋转作业的井 应准备符合旋转扭矩需要的动力水龙 头或转盘或井下螺杆钻具等 17 第二十六条 循环装置和循环液准备 一 进行冲砂 磨 套 铣等作业 需配备泵压和排量 符合施工要求的水泥车 泥浆泵 及容积满足需要的循环罐 二 油水井作业的循环液准备符合 SY T 5587 5 中 4 3 规定 三 天然气井的循环液及压井液宜使用氮气等惰性气体 混合液 液量不应小于井筒容积的 1 5 倍 第二十七条 施工工具和材料准备 按设计准备的施工工具和材料应符合 SY T5587 5 的要求 第六章 带压作业操作程序 第一节 堵塞作业 第二十八条 堵塞作业前准备 一 核实施工设计 施工人员到达施工现场 须确定施工井的当前井况是否与 设计相符 如果现场井况与设计井的类别不一致 应根据实际 情况对带压作业设计做出相应调整 重新审批 二 核实工程计算 进行油管堵塞施工前 技术人员应现场核实关井压力 确 定管柱弯曲应力是否满足作业需求 如果核实结果与设计有误 差 要与甲方沟通 更改设计 甚至取消作业 第二十九条 堵塞器检查与试压 18 一 堵塞器下井前应测量堵塞器钢体外径和长度 并检 查各部件是否完好 二 井下开关等需要在地面安装的堵塞器 下井前应从 堵塞器底部进行试压 试压压力为井底压力的 1 2 倍 第三十条 井下管柱测试 对于天然气井 进行油管堵塞前应测试油管深度及根数 确定油管实际深度 第三十一条 通井下管柱 用小于油管内径 2mm 4mm 长度不小于堵塞器长度的油管 规 采用钢丝作业 电缆作业 等方式通井 验证管柱通径 第三十二条 管柱刮削 如通井下管柱达不到预定深度或管柱内有砂子 蜡 结垢 的井 用钢丝 连续油管 下带刮削器对油管进行除垢 蜡 作业 直至油管通径符合油管堵塞器的下入及坐封要求 第三十三条 油管堵塞 一 按设计要求下入堵塞器 进行油管封堵 二 油管堵塞器坐封后 分四次均匀放掉油管内压力 每次等待 10 分钟 观察油管内压力是否上升 如油管压力不上 升 油管封堵合格 三 如果油管堵塞失效 应分析原因 采取措施 重新 进行油管堵塞作业 直至油管堵塞合格 四 天然气井油管堵塞后 为降低堵塞器上 下压差 19 可向油管内灌入 经计算确定使堵塞器工作压差在其额定压差 的 70 以内 一定量的阻燃液体 五 天然气井油管堵塞时 可采用倒入水泥浆等方式来 稳固堵塞器 第三十四条 油套环空堵塞 当油管头为上法兰悬挂或井口装置不符合带压作业井口装 置安装条件时 可采取液体胶塞 冷冻塞或过油管桥塞等方法 对油套环空进行封堵 第二节 拆井口及更换井口 第三十五条 拆井口 油管堵塞合格后 对于用油管悬挂器悬挂的井 先打开油 管闸门 确定无溢流后 方可拆除井口 第三十六条 更换井口 对于上法兰悬挂的井口 井口法兰不满足防喷器连接要求 以及套管头短节渗漏的井 需更换井口 应在油套环空封堵后 进行更换井口 具体操作执行 Q SY 1218 的规定 第三节 带压作业装置的安装与试压 第三十七条 一般情况下带压作业井口装置的安装 安装带压作业装置前 在油管悬挂器上安装旋塞阀并关闭 在专人指挥下 先安装安全防喷器组 再整体起吊带压作业其 余井口装置 并安装到安全防喷器上 螺栓上平上紧 20 第三十八条 在钻台上安装带压作业井口装置 一 在井口上按设计安装安全防喷器组 并测量安全防 喷器组的顶部到钻台面的距离 二 在安全防喷器组上安装升高短节 升高短节的高度 要保证工作防喷器组的下闸板防喷器的旋转法兰位于钻台面之 上 三 整体吊装带压作业其余井口装置至钻台上 上紧连 接螺栓 第三十九条 根据施工井井口承载能力 对带压作业井口 装置进行加固支撑 防止损坏套管头 第四十条 带压作业井口装置校正 带压作业井口装置整体安装完毕并固定后 应调节固定装 置 使游动卡瓦与井口轴线偏差不大于 10mm 第四十一条 安装井控管汇 按 SY T5964 的要求安装井控管汇 线 第四十二条 试压 带压作业装置安装后 所有井控装置 要按照相应的规定试压 一 井控管汇试压 放喷节流管汇 压井管汇和压力平衡管线应在每口井施工 前进行试压 试压压力不应小于最大关井压力 且至少稳压 10 分钟 压力降不大于 0 7MPa 为合格 21 二 液压控制装置试压 液压控制装置应在每口井施工前试压 试压可用系统工作 压力做一次可靠性试压 每次试压 10 分钟 三 带压井口装置承压部件的试压 如果井口座有油管悬挂器 先低压试压 10 分钟 压力为 1 4MPa 再高压试压 30 分钟 试压压力为井底压力或井口装置 的耐压等级二者中较低的压力 如果井口未坐入油管悬挂器 可用关井压力进行 30 分钟的 漏失测试 第四节 起下管柱作业 第四十三条 设定液缸最大举升力和最大下压力 根据井口实际压力 按设计计算并设定控制管柱运动所需 的液压缸最大下压力和允许管柱最大无支撑长度 随着下入管 柱增多 管柱重量增加 应逐渐降低液压缸的下压力 第四十四条 起油管悬挂器 一 提升短节与油管挂连接 涂好密封脂 上扣扭矩达 到 SY T5587 5 的要求 二 夹紧游动卡瓦 并且下推液压缸使卡瓦加载约 45KN 三 在位于固定卡瓦顶部的提升短节处做标记 并丈量 标记处到顶丝之间的距离 四 关闭环形防喷器 用井筒内流体平衡带压作业井口 22 装置内的压力 并将油管头四通顶丝松退到位 五 根据丈量固定卡瓦顶部与顶丝之间的距离 提升管 柱使油管悬挂器至平衡四通内 关闭两个工作闸板防喷器 通 过平衡四通的泄压闸门缓慢将两个工作闸板防喷器之间的压力 泄压至井口压力的一半 观察管柱悬重变化 六 如果指重表没有变化 打开环形防喷器 提升管柱 七 如环形防喷器通径小于油管挂外径 需套拆环形防 喷器 八 继续上提管柱使悬挂器到达操作平台平面 夹紧固 定卡瓦 打开游动瓦 并下放液缸使上横梁位于悬挂器下方 卸下油管悬挂器和提升短节 第四十五条 起下管柱 一 轻管柱时 工作防喷器密封管柱 利用游动卡瓦 游动防顶卡瓦 和固定卡瓦 固定防顶卡瓦 循环交替卡住 管柱 通过液压缸循环举升和下压完成管柱的起下作业 二 重管柱时 使用工作防喷器密封管柱 利用大钩或 液压缸起下管柱 三 在起下管柱作业中应达到如下要求 1 施工过程 在两个操作手之间应用双方确认的交流方式 交流 以克服障碍物和噪音的干扰 起下管柱速度由两个操作 手商定 以保证液压操作手有足够的时间进行操作 23 2 设置环形防喷器关闭压力 保证既能使油管顺利通过环 形防喷器 又能控制井口压力 3 在起下管柱过程中 应在环形防喷器胶芯上涂润滑油以 减少摩擦力 延长胶芯使用寿命 4 起下大直径工具或暂停起下作业时 应在管柱上部装上 旋塞阀 并关闭 第四十六条 起下油管接箍或大直径工具 不同规格的油管满足下列压力条件时 可以使用环形防喷 器和下工作闸板防喷器交替工作倒出油管节箍或大直径工具操 作 60 3 mm 外加厚油管 适用压力为 14MPa 以内 73 0 mm 外加厚油管 适用压力为 12MPa 以内 88 9 mm 外加厚油管 适用压力为 7 MPa 以内 否则 应使用上下两个工作闸板防喷器交替工作倒出油管 节箍或大直径工具 第四十七条 起下管柱的安全要求 一 在作业前 工作人员应进行工作台逃生演习 以后 每周进行工作台逃生和防喷应急演习 二 在开始起下管柱时 要求井架或二层台无人 三 有多个单位配合实施作业 工作前先明确各单位的 职责范围和工作牵头单位 四 为预防潜在风险 遇到有人员上下工作平台梯子 24 有人员进入或者离开工作台 有人员在井架梯子上等情况时 应停止管柱的起 下作业 五 需要 24 小时以上长时间关井时 应坐入油管悬挂器 第四十八条 坐入油管悬挂器 一 关闭工作防喷器组的下半封闸板防喷器 通过泄压 闸门泄净其上部防喷器组的内部压力 二 打开环形防喷器 下放油管悬挂器 至下半封闸板 防喷器和环形防喷器之间 三 关闭环形防喷器 夹紧游动卡瓦 关闭泄压闸门 打开平衡闸门 缓慢平衡工作防喷器组的内部压力 四 打开下工作半封闸板防喷器 下放油管悬挂器 使 之进入油管头四通椎体内 五 下压液压缸约 45kN 将油管挂顶丝上紧 六 关闭平衡管线一侧的套管闸门 打开泄压闸门 缓 慢放掉防喷器组的内部压力 压力放至原有压力一半时 应观 察 2 分钟 如果压力不变 则放净防喷器组内的压力 仔细检 查油管头四通 确保油管挂密封合格 打开环形防喷器和游动 卡瓦 将提升短节卸扣起出 关闭并锁紧全封防喷器 第五节 特殊起下作业 第四十九条 起堵塞器以下的管柱操作 一 按附录 C 1 2 C 2 2 C 3 2 的要求调整带压作业 25 井口装置的组合 二 在防喷器组内 倒扣起出堵塞器所在的一根油管 三 下入与符合堵塞器要求的油管短节 在防喷器组内 对扣 堵塞油管 继续起管柱 第五十条 起射孔枪 筛管等开放性工具 操作 本操作只适应于射孔枪连接接头上安装有止退销钉的油水 井 且防喷管长度大于最长一节射孔枪长度 见附录 C 1 2 C 2 2 C 3 2 具体操作如下 一 按第四十九条的方法倒扣起出一节射孔枪 一节筛 管 二 在压力平衡状态下 下入反扣公锥 在防喷器组内 打捞射孔枪 并在防喷器组内倒扣起出下一节射孔枪 一节筛 管 三 重复上述操作 直至起出全部工具 第五十一条 探砂面操作 探砂面管柱结构 自下而上依次为笔尖或水动力涡轮钻具 等冲砂工具 单流阀 油管 起 下探砂管柱应符合第四十五条 第四十六条和第四十 七条要求 其他要求按 SY T 5587 5 中 4 2 规定执行 第五十二条 冲砂 一 冲砂方式原则上采用正冲砂方式 因实际需要进行 反冲砂 如水平井等 应在管柱上安装带有可捞式堵塞器 并 26 在管柱顶部安装有通径符合要求的旋塞阀 二 正冲砂管柱结构同探砂管柱 三 冲砂过程中应控制出口排量 保持进 出口排量一 致 四 其它要求符合 SY T5587 5 的要求 第五十三条 通井 刮削 管柱结构自下而上依次为 通井规 套管刮削器 单流阀 油管 或钻杆 其它应符合 SY T5587 5 的要求 第五十四条 打捞落物 一 打捞管类落物工具 应能有效密封落鱼鱼腔或落鱼 本体 内捞工具应在其前端安装密封胶件 控制鱼腔内部压力 捞筒类外捞工具 应在不受力的部位安装密封落鱼本体胶件 进行鱼腔内部压力控制 二 若打捞工具不能密封落鱼 则应选用可退式打捞工具 确保打捞成功后 能依靠防喷器组对落物进行压力控制 三 打捞管柱除满足常规修井作业的要求外 还应在打 捞工具上部安装单流阀 以控制打捞管柱内部压力 四 打捞方法 打捞程序及质量控制符合 SY T 5587 12 的要求 第五十五条 套 磨 铣 除按 SY T 5587 11 和 SY T 5587 14 中 5 2 的规定外 还 应在套 磨 铣工具上部增加单流阀 进行油管内压力控制 27 第五十六条 封隔器找漏验串 一 管柱结构分为单封隔器和双封隔器两种管柱结构 单封隔器管柱结构 自下而上为丝堵 油管 节流器 封 隔器 油管 双封隔器管柱结构 自下而上为丝堵 油管 封隔器 油 管 节流器 封隔器 油管 二 封隔器找漏 验串按 SY T 5587 11 中 5 3 1 的规定 执行 第五十七条 射孔作业 一 电缆射孔 电缆射孔的带压井口装置见附录 C 4 具体工艺如下 1 射孔器下至带压射孔装置的全封闸板之上 关闭电缆闸 板 夹紧液压电缆驱动器 2 打开全封闸板防喷器 依次启动电缆绞车和液压电缆驱 动器 将射孔器下放入井 要求液压电缆驱动器驱动电缆速度 与电缆绞车下放速度一致 速度不超过 2m s 3 上提定位时应打开液压电缆驱动器 4 点火后 迅速打开液压电缆驱动器 启动电缆绞车 匀 速上提电缆 5 射孔器起至距井口 150m 时 上提速度控制在 0 5m s 以 内 防止上提速度过快 射孔器刮碰井口 造成枪身落井事故 28 6 射孔器起至全封闸板以上后 依次关闭三闸板防喷器全 封 打开泄压闸门放压 打开电缆闸板防喷器 起出射孔器 7 施工过程中电缆闸板防喷器失效时 立即关闭单闸板半 封防喷器 放压后 对电缆闸板防喷器进行维修 8 其它符合 SY T 5325 2005 要求 二 油管传输射孔 1 按设计连接射孔枪 各节枪身接头丝扣应安装止退销钉 并按第四十五条和第四十六条要求按顺序下井 2 射孔器下入一半井深开始计时 保证点火前射孔器在井 下滞留不超过24小时 3 按 SY T 5325 的要求进行定位测井和调整管柱 4 拆带压作业井口装置 安装采油树 连接管汇 按SY T 5325的要求打压射孔 第六节 完井收尾 第五十八条 拆除带压作业井口装置 依次卸下工作防喷器组与安全防喷器组及安全防喷器组与 井口法兰的所有连接螺栓 分别整体吊起工作防喷器组和安全 防喷器组 放置在运输装置上并固定 第五十九条 安装采油树 将井口四通钢圈槽擦洗干净并涂抹密封脂 放入无损伤的 钢圈 吊装采油 气 树 带齐上紧法兰螺栓 第六十条 解除生产管柱堵塞 29 一 解除有杆泵井的泵下定压滑套 油管打压 8MPa 使 泵下定压滑套销钉剪断 滑套体落入泵下管柱内 打开油管放 空闸门 若油套压力平衡 则泵管柱堵塞解除成功 二 分层注水管柱底部凡尔换向 解除堵塞 打压高于 井口套压 lMPa 使管柱底部的换向阀换向 停止打压 打开油 管闸门放空 若油套压力平衡 则换向阀换向成功 三 光管柱解除堵塞 按钢丝作业的原则平衡堵塞器上 下压力后 打捞出油管堵塞器 第六十一条 资料录取 带压作业资料录取符合 SY T 6127 的规定 第七章 主要设备检测 第六十二条 带压作业主要设备应定期进行检测与维护 主要设备包括但不限于闸板防喷器 环形防喷器 卡瓦总成 平衡管线 节流阀 软管线和硬管线 储能器 四通 第六十三条 承压部件的检测 带压作业装置中的平衡和放压管线 以及所有井筒压力控 制设备 应由有资质部门每年至少以该设备最大工作压力进行 一次水压试验 具体检测时间 见表 4 表表 4 4 带压设备承压部件检测时间表带压设备承压部件检测时间表 设备名称检测间隔 各种压力表6 个月 平衡管线 软管线或者钢管线 1 年 30 环形防喷器1 年 泄压闸门1 年 平衡闸门1 年 闸板防喷器1 年 泄压 平衡四通1 年 旋塞阀1 年 液压管线接头1 年 试压四通1 年 第六十四条 承载部件的检测 所有的承载部件 应由有资质部门至少每六年进行一次非 破坏性试验 设备结构件的检测时间 见表5 表表 5 5 带压作业设备结构件的检测时间表带压作业设备结构件的检测时间表 设备检测间隔 液压缸3 年 连接盘3 年 卡瓦总成3 年 支撑腿或者角钢6 年 承载螺栓和螺母6 年 第八章 人员素质及培训要求 第六十五条 带压作业人员素质要求 一 油水井带压作业人员素质应符合 中国石油天然气 集团公司带压作业队资质审核标准 试行 要求 二 气井带压作业人员素质要求 1 队长 中专及以上学历 有 5 年以上带压作业经验 并有一类井 的带压作业经历 2 技术员 31 中专及以上学历 有 4 年以上带压作业经验 具有丰富的 带压专业知识和一类井的带压作业经历 3 液控操作手 高中及以上文化程度 中级工及以上职业资格 有 5 年以 上带压作业经验 并有一类井带压作业经历 其它岗位带压作业人员素质应符合 中国石油天然气集团 公司带压作业队资质审核标准 试行 要求 第六十六条 培训要求 队长 技术员及液控操作手应到专门的培训机构进行带压 作业专业知识培训和操作技能培训 培训合格后取证上岗 第九章 附 则 第六十七条 本技术规程由集团公司工程技术分公司负责 解释 第六十八条 本技术规程自下发之日起试行 32 附 录 A 规范性附录规范性附录 带压作业工程力学计算带压作业工程力学计算 A 1A 1 管柱中和点计算管柱中和点计算 A 1 1 管柱受力计算 A 1 1 1 管柱受力分析 带压作业时 作用在井下管柱上的力包括 井内压力作用在管柱最 大密封横截面上的上顶力 管柱在井内流体中的重力 油管通过密封防 喷器时所受的摩擦力 带压起下作业装置所施加管柱的力 管柱在井筒 内运动时套管对管柱产生的摩擦力 其中 防喷器和套管产生的磨擦力 与管柱运动方向相反 套管对管柱产生的摩擦力在工程计算中忽略不计 具体见下图 33 A 1 1 2 管柱截面力计算 F Fwp wp 2 d 4000 P 式中 Fwp 管柱的截面力 单位千牛 kN 圆周率 取 3 14 无量纲 d 防喷器密封油管的外径 单位毫米 mm P 井口压力 单位兆帕 MPa A 1 1 3 防喷器对管柱的摩擦力 油管通过密封防喷器时所受的摩擦力大小与防喷器类型和井口压力 油管有关 通常取管柱上顶力的 20 A 1 2 中和点计算 A 1 2 1 管柱轴向力计算 管柱轴向力 油管浮重 管柱的截面力 A 1 2 2 管柱中和点计算 当管柱轴向力为零时的管柱长度称为管柱的中和点 即 油管浮重 管柱的截面力 管柱中和点 管柱的截面力 油管浮重 式中 管柱中和点单位为米 管柱的截面力单位为千牛 油管浮重单位为千牛每米 辅助式带压作业装备 在中和点以下的管柱可使用大钩起下 中和 34 点以上的管柱使用液压缸起下 A 2 液压缸下推力计算 Fsn Fwp W Ffr Fdr 式中 Fsn 液压缸的下推力 单位千牛 kN Fwp 管柱的截面力 单位千牛 kN W 管柱在流体中的重力 单位千牛 kN Ffr 防喷器对管柱产生的摩擦力 单位千牛 kN Fdr 井筒对管柱的摩擦力 单位千牛 kN 因此 液压缸的最大下推力等于井内压力作用在管柱最大密封横截面 上的上顶力 A 3 油管抗挤压载荷计算公式 A 3 1 无轴向应力时油管挤毁压力计算公式 式中 yp 管柱无轴向应力时 油管挤毁压力 单位兆帕 Mpa 油管屈服应力 单位兆帕 Mpa 钢级为 J 55 时 YP 379 Mpa 钢级为 N 80 时 YP 551 Mpa D 油管外径 单位毫米 mm t 油管壁厚 单位毫米 mm A 3 2 轴向拉伸应力作用下 油管的挤毁压力计算公式 35 式中 pa 管柱在轴向应力下 油管挤毁压力 单位兆帕 Mpa Sa 管柱轴向应力 单位兆帕 Mpa A 3 3 油管本体屈服强度计算公式 式中 PY 油管本体屈服强度 单位牛顿 N A 3 4 油管内部屈服压力计算公式 式中 P 油管最小内屈服压力单位兆帕 Mpa 由公式的计算结果 可绘制出不同规格和材质油管的允许载荷与挤 毁压力关系曲线 见下图 在曲线上可确定带压作业油管的允许载荷 A 4 油管无支撑长度的计算 A 4 1 带压作业油管无支撑 36 长度定义 油管无支撑长度是指游动卡瓦距最上密封防喷器之间的距离 A 4 2 油管压弯时 油管无支撑长度计算 当无支撑油管的柔度 不小于油管临界柔度 c时 按欧拉公式计 算无支撑油管的临界应力 式中 cr 无支撑油管的临界应力 如无支撑油管受到的应力大于 临界应力油管就会发生弯曲 单位兆帕 Mpa E 油管的杨氏模量 单位兆帕 Mpa 无支撑油管的柔度 反映了无支撑油管长度和尺寸相关 的量 无量纲 A 4 3 油管压堆时 油管无支撑长度计算 当无支撑油管的柔度 小于油管临界柔度 c时 按经验公式计算 无支撑油管的临界应力 式中 c 为与油管材质有关的常量 s油管的屈服强度 单位兆帕 Mpa A 4 4 无支撑长度与压曲力关系曲线 37 按两种油管柔度条件的公式 绘制出不同规格和材质油管的对应无支撑 长度与压曲力关系曲线 通过曲线可查出一种油管的一定下压力下的无 支撑长度 见下图 38 附录 B 资料性附录 资料性附录 带压作业主要风险清单带压作业主要风险清单 序 号 主 要 风 险 危害因素后果控制措施 1 人 员 伤 害 安全意识不强 施工安全常识不懂 违章指挥 违章施工 操作失误 配合不当 思想麻痹 人员伤亡 设备损坏 增强职工的安全意识 加强安全施工的学习 逃生设备安全有效并明确逃生路线 现场指挥和现场监督要及时沟通 参与施工人员必须持证上岗 正常起下作业操作台上最好要有两人在场并相互提醒 施工期间不准喝酒 2 安 装 伤 害 钢丝绳套老化 其他连接件不紧固 地面潮湿 光滑 配合不好 指挥不当 操作失误 人员伤亡 设备损坏 安装前召开安全会 明确分工 使用专用 合格的钢丝绳套 使用前认真检查 超过使用期 限的坚决不用 安装前检查带压作业机的连接件 确保连接紧固 安装前清理井口 确保井口周边不滑 安装过程中有专人指挥 39 3 高 压 伤 害 高压管线刺漏 施工时跨越高压管线 高压管线未固定 紧管线时未放压 高压管线未试压 管线不能满足压力要求 施工时压力激动过大 人员伤亡 设备损坏 施工前召开安全会 明确分工 提出施工安全预案 使用合格的满足压力要求的管线 施工前试压合格 除特殊施工外不使用软管线 管线固定牢靠 施工期间严禁跨越管线 非工作人员远离施工区域 4 油 管 飞 出 卡瓦或配件损坏 有关根数不清 平衡点不准 同时打开两个防顶卡瓦 井口压力不准 思想麻痹 人员伤亡 设备损坏 井喷 召开安全会明确目的和要求 分工明确 操作台要保持两人并相互检查提醒 起钻要在保证安全的前提下再追求速度 开始 50 根不要超过 每小时 20 根 操作手保证不能同时打开两个防顶卡瓦 根据井口压力确定平衡点并要考虑安全系数 5 油 管 落 井 思想麻痹 油管质量差 操作失误 卡瓦及其配件损坏 设备损坏 井喷 施工前召开安全会 明确要求和分工 施工前检查卡瓦及配件 发现损坏或磨损严重要及时更换 和修井机操作手统一手势 明确要求 使用合格的符合要求的新油管 6 卡 瓦 失 灵 卡瓦使用时间过长 卡瓦磨损严重 牙槽杂物塞死 其他部件老损失效 液压件密封不严 卡瓦和牙槽不符 人员伤亡 设备损坏 井喷 建立卡瓦使用记录 实行强制报废制度 施工前检查卡瓦及相关部件 发现磨损严重及时更换 施工前及施工过程中清理牙槽内的赃物 40 7 井 喷 思想麻痹 防喷器刺漏 失灵 操作失误 堵塞器失灵 液压管线刺漏 防喷器不正常工作 蓄能器的氮气压力不够 防喷器不正常工作 放压凡尔密封失效 防喷器关闭压力设置不正确 井况不了解 油管根数或井下工具不清楚 套管头断脱 油管断裂 套管破损 人员伤亡 设备损坏 操作人员接受井控培训 提高防喷意识 保证合格人员持证 上岗 建立防喷器使用记录 实行闸板 胶芯强制报废 施工前对防喷器认真全面检查 使用合格的油管堵塞器并由专业施工队伍下入 施工中注意检查液压管线 蓄能器压力及液压油 保证液压 系统正常工作 施工前一定要按照规定试压 施工前检查套管头连接质量 加固不合格的套管头 并将带 压作业井口装置进行稳固支撑 施工前 对油管和套管进行检测 8 硫 化 氢 中 毒 未按要求将硫化氢推入地层内 无硫化氢监测设施 硫化氢监测设施损坏 无空气呼吸器 空气呼吸器气压不够 员工未接受硫化氢应急知识培训 无施工应急预案或应急预案不完善 人员伤亡 用液氮或氮气将硫化氢推回地层 可能出 H2S 的井一定要配有 H2S 检测仪 H2S 检测仪要定期检验确保正常工作 接受 H2S 逃生培训并取得相应的资格证 井场配备有合格空气呼吸器 呼吸器要定期检验确保正常工作 施工前要检验呼吸器的密封性 施工前召开安全会 明确分工 清楚应急措施 出现紧急情况听从指挥 制定完善的 H2S 应急预案 41 9 高 空 坠 落 6 级以上大风作业 护栏损坏 未系安全带 安全带损坏 安全带固定不牢固 配合不当 安全带老化 人员伤亡 6 级以上大风停止作业 修井机操作手要密切注意观察滑车和操作台 施工前巡回检查护栏和攀梯 发现损坏及时修理或更换 超过 2 米以上的作业必须系安全带 系安全带前应认真检查 安全带 将安全带固定在牢固的地方 10 噪 声 伤 害 酸化 压裂洗井施工时未带听力防护装置 影响工作 人员听力 噪音超过 85 分贝时佩戴听力保护装置 11 液 压 钳 绞 手 液压钳无防护装置 维修时未分开离合器 思想麻痹 人员伤亡 液压钳必须安装防护装置 维修液压钳时必须将离合器分开 工作台操作人员注意力要集中 不准两人同时操作液压钳 42 12 提 升 短 节 断 脱 顶丝未完全退出 油管挂卡 井内管柱卡 提升短节损伤 提升短节强度不够 提升短节未上紧 提升短节上斜扣 设备损坏 人员伤亡 提升管柱前完全松开顶丝 提升管柱前应先进行试提 使用提升短节前应认真检查 选择与管柱重量相匹配的提升短节 按上扣标准上紧丝扣 提升油管挂时要匀速缓慢并注意观察重力变化 13 落 物 砸 伤 吊卡销未拴保险绳 井架及游车太脏 水龙带未拴保险绳 吊环断 大钩 大绳断 设备损坏 人员伤亡 起下作业前检查吊卡销拴好保险绳 作业机的游动滑车必须清理干净 高空作业的小件物品必须拴好保险绳 检查井架 游车 带压作业装置 发现松动及时整改 严禁吊环 大勾超负荷和带病工作 14 交 通 伤 害 非司机驾车 不遵守交通规则 头手伸出窗外 未系安全带 超速行驶 司机精力不集中 人员伤亡 设备损坏 非司机不要驾驶 遵守交通法规 司机和乘客必须要系好安全带 行车时不要和司机交谈 行车时司机和乘客头手不要伸出窗外 不要在车厢内来回走动 不能超速行驶 通过村庄和闹市区时要减速行驶 车未停稳 不要急于开门下车 43 15 着 火 爆 炸 管线腐蚀开焊 分离器分离不彻底 管线不密封 井场吸烟 井场使用手机 违章动火 静电火花 雷电火花 撞击火化 施工车辆火化 井内可燃性气体 可燃性液体 在井筒内与空 气混合达到爆炸极限 井内可燃性气体 可燃性液体 逸出地表与空 气混合达到爆炸极限 设备损坏 人员伤亡 管线使用前要试压合格 巡回检查焊接处 发现开焊及时处理 井场内严禁吸烟 进入井场关闭所有手机和呼机 分离器 储油罐和发电机等大型设备要按规定正确接地 所有人员要穿戴纯棉劳保用品 雷雨天气不能施工 施工车辆要戴好防火帽 井场照明必须采用防爆措施 动火时必须按规定申请 起下管柱过程中使用隔离液 或置换液 将井内可燃性气体 可燃性液体 与空气隔离