射孔测试联作异常起爆原因的诊断及改进措施(2010)

射孔测试联作异常起爆原因的诊断及改进措施,胜利测井公司 2010年10月,目 录,一、简介二、事故诊断分析三、改进措施四、结论及建议,KD411井为浅海地区的一口评价井，该井采用射孔测试联作工艺。施工中由于施工管柱突然下放，造成溜钻、墩钻，引起的压力波动致使起爆器销钉提前剪断，造成事故。为此通过地面跌落试验、数值模拟计算和现场同等条件模拟试验三个方法来诊断分析事故发生的原因，并提出改进措施，以供同行业技术人员参考，避免类似事故的发生。,简 介,针对射孔管柱突然下放引起波动压力造成起爆器销钉提前剪断，进行了地面跌落试验。将整个射孔管柱简化为如图所示试验模型，做跌落碰撞试验。利用测压器检测碰撞冲击过程中压力波动变化数值。整套试验装置33Kg，试验时将其自由跌落12m碰撞在2cm厚钢板上 。,事故诊断分析地面模拟实验,试验装置中上测压器测量62孔（即油管内）压力波动最大值，下测压器测量6孔（即测试联作起爆装置中最小传压通道）压力波动最大值。,实验结果可以看出，在碰撞跌落时不但会引起压力波动，而且该压力波动通过小孔时会进一步放大。,事故诊断分析地面模拟实验,根据地面模拟实验装置和射孔管串结构工作原理及工作状况，忽略结构内部各零部件的相互作用与影响，将上述跌落试验和实际射孔管柱结构简化并把它看成一个跌落碰撞力学问题，从结构整体角度出发来考虑在射孔管柱下井过程中的压力变化。,事故诊断分析数值仿真模拟计算,模型的建立,6Kg棒,简化后的跌落碰撞实验几何模型,实验模型下测压计部位压力变化,实验模型上测压计部位压力变化,跌落实验装置的数值仿真模拟计算,事故诊断分析数值仿真模拟计算,KD411井异常起爆数值仿真模拟计算,KD411井跌落碰撞实验简化几何模型,射孔管柱起爆器活塞处（12mm）动压变化曲线,事故诊断分析数值仿真模拟计算,试验结论 ：,事故诊断分析数值仿真模拟计算,1、射孔管柱在下井过程中遇到的镦钻、急停、急放等作业方式时会引起一定的压力波动，而且该压力波动通过小孔时会进一步放大。2、射孔测试联作管串存在的小孔效应是压力起爆器起爆的技术隐患，液体在不流动的状态下，所受压力突变时，小孔存在增压的作用，且压力无方向性。,为了进一步验证以上的原因分析，在KD411井现场进行模拟跌落实验。要求所用工具保持原技术参数，起爆器安装7个安全销钉，下放4根长度一致的油管，并灌满清水；连接其他工具，将封隔器下放到四通位置，丈量吊卡下平面到封井器上平面实际距离为1.47m，摘除吊环，用0.8t滑车下压油管头，让管柱跌落1.47m。,事故诊断分析现场模拟实验,试验结果：起爆器7只安全销钉全部剪断。,1、加强技术改进，优化射孔管柱，消除在射孔测试联作、侧钻井射孔等油管输送射孔压力起爆施工过程中，因操作失误导致溜钻、墩钻造成的误起爆事故的发生。 2、采用新型安全压差起爆器，下井过程中该起爆器安全活塞上下端同时承受套管压力，剪切销不承压，当出现压力波动时，起爆器活塞上下端同时出现波动压力，加上设定的安全压力，可以有效的防范波动压力的影响。,改 进 措 施,结论及建议,、通过地面跌落试验、数值仿真模拟计算及现场模拟试验诊断分析DK411井射孔测试联作异常起爆事故，认识到在射孔管柱下放过程中，溜钻和墩钻等不正常的作业，引起的压力波动能够导致压力起爆器提前起爆，造成事故。 、通过加强技术改进，优化射孔管柱结构等，提高射孔施工安全性。 、油气井完井射孔施工，施工人员必须严格按规程施工，控制管柱