井口装置泄漏及带压换阀技术

四川西铃油气田工程技术有限公司,采油气井口带压整改技术简介,四川西铃油气田工程技术有限公司何世忠梅宗禄2014年9月,四川西铃油气田工程技术有限公司,联系方式,网址：联系人：梅宗禄QQ:1501022473何世忠QQ:645248883,四川西铃油气田工程技术有限公司,一、井口装置泄漏分析及整改措施二、不丢手带压换阀工艺介绍,四川西铃油气田工程技术有限公司,采气井口装置主要泄漏点,一、大四通上法兰与1号主控阀连接处外漏。二、大四通与2号、3号阀连接处外漏。三、上法兰与大四通连接处外漏。四、油管头四通（大四通）与套管头四通连接处外漏。五、套管头与套管螺纹连接处泄漏。六、套管接箍连接处泄漏。七、顶丝泄漏。八、阀门本体泄漏。1、楔型阀本体泄漏。2、平板阀本体泄漏。3、阀门阀板无法打开或者处于半开半闭状态。,四川西铃油气田工程技术有限公司,大四通上法兰与1号阀连接处外漏,一、原因：1：上盖板法兰钢圈槽被腐蚀出现凹坑而泄漏；2：钢圈被腐蚀而泄漏；3：阀门钢圈槽被腐蚀出现凹坑而泄漏。,四川西铃油气田工程技术有限公司,二、整改措施：采用不丢手带压换阀工艺带压更换井口1号主控阀或者带压更换井口上盖板法兰及1号阀。,四川西铃油气田工程技术有限公司,大四通与2号、3号阀连接处外漏,一、原因：1：阀门钢圈槽被腐蚀出现凹坑而泄漏；2：钢圈被腐蚀而泄漏；3：大四通钢圈槽被腐蚀出现凹坑而泄漏。,四川西铃油气田工程技术有限公司,二、整改措施采用不丢手带压换阀工艺措施进行带压更换井口2号、3号主控阀。（右图为川中气矿小5井带压更换2、3号阀后完工照片）,四川西铃油气田工程技术有限公司,上盖板法兰与大四通连接处外漏,一、原因：1：上盖板法兰钢圈槽被腐蚀出现凹坑而泄漏；2：钢圈被腐蚀而泄漏；3：大四通钢圈槽被腐蚀出现凹坑而泄漏。,四川西铃油气田工程技术有限公司,二、整改措施1：采用不丢手带压换阀工艺带压更换井口上盖板法兰。2：采用不丢手带压换阀工艺带压更换大四通与盖板法兰连接钢圈。3：修井更换大四通或者采用带压堵漏工艺对泄漏点进行带压堵漏。,四川西铃油气田工程技术有限公司,油管头四通（大四通）与套管头四通连接处外漏,一、原因1：油管头四通钢圈槽被腐蚀而泄漏。2：连接钢圈被腐蚀而导致泄漏。3：套管头四通钢圈槽被腐蚀而泄漏。,四川西铃油气田工程技术有限公司,二、整改措施采用带压堵漏工艺措施，将密封脂注入泄漏缝隙后安装堵漏抱箍装置，封堵泄漏点。,四川西铃油气田工程技术有限公司,套管头与套管螺纹连接处泄漏。,一、原因：安装连接不牢靠或者介质腐蚀。,四川西铃油气田工程技术有限公司,二、整改措施：带压堵漏。,四川西铃油气田工程技术有限公司,套管接箍连接处泄漏。,一、原因：套管与接箍螺纹连接不牢靠。,四川西铃油气田工程技术有限公司,二、整改措施：带压堵漏。,四川西铃油气田工程技术有限公司,顶丝锥泄漏,一、原因：顶丝密封被腐蚀或老化而坏掉。,四川西铃油气田工程技术有限公司,二、整改措施：带压堵漏，或者更换顶丝。（右图为川东北气矿，黄龙1井带压堵漏完工照片）,四川西铃油气田工程技术有限公司,阀门本体泄漏,一、楔型阀1、内漏原因：楔型阀阀板与阀座间因阀门开关而往复运动，导致间隙增大，从而无法严密关闭，当阀杆行程走完后，任然有天然气经过阀板而泄漏。整改措施：采用不丢手带压换阀工艺更换阀门总成（将楔型阀换为平板阀）。,四川西铃油气田工程技术有限公司,2、外漏原因：（1）阀杆的盘根失效，造成阀杆处泄漏。（2）阀盖与阀体螺纹连接处盘根失效，造成两者连接处外漏。整改措施：采用不丢手带压换阀工艺更换阀门总成（更换为平板阀)。,四川西铃油气田工程技术有限公司,二、平板阀1、内漏原因：平板阀的阀板与阀座间密封不严造成内漏。整改措施：采用不丢手带压换阀工艺更换阀门总成。,四川西铃油气田工程技术有限公司,2、外漏原因：（1）阀杆的盘根密封失效，造成阀杆处外泄漏。（2）阀盖与阀体连接处外漏，因阀盖与阀体之间是螺栓连接靠钢圈密封，当两者之间的钢圈或者钢圈槽被高压气体腐蚀后，造成外泄漏。整改措施：采用不丢手带压换阀工艺带压更换阀门总成。,四川西铃油气田工程技术有限公司,三、阀门阀板无法打开或者处于半开半闭状态。1、原因：（1）阀板脱落；（2）阀板卡死，导致无法打开；（3）在打开阀门过程中阀门盘根严重泄漏。2、整改措施：采用带压钻孔工艺，对阀门进行带压钻孔，使阀门内通径达到65mm，从而进行对该阀门的带压作业。,四川西铃油气田工程技术有限公司,重庆气矿卧7井带压钻、换1#阀门（硫化氢含量111.87g/m3）,四川西铃油气田工程技术有限公司,重庆气矿卧7井完工照片,四川西铃油气田工程技术有限公司,大庆三98-64井施工,四川西铃油气田工程技术有限公司,川中油气矿充1003施工照片,四川西铃油气田工程技术有限公司,带压换阀工艺介绍,一、前言采油（气）井口的控制闸阀在生产过程中，由于受高压流体的冲刷、介质腐蚀或阀门密封件老化等因素影响，闸阀会出现内泄漏、外泄漏、锈蚀卡死后无法正常打开和关闭等恶劣工况，这些工况的出现都会给正常生产带来安全隐患。尤其当井口主控阀出现上述工况时，如不及时采取措施，主控阀将失去对井口的控制作用，可能酿成重大事故。井内流体的喷出，会污染环境，伤害人畜。故必须对出现问题的主控阀进行更换。,四川西铃油气田工程技术有限公司,二、带压换阀的定义及优势,对井口主控阀进行更换，可采取压井换阀和带压换阀两种方式1、压井换阀：向井内挤注压井液体，平衡井底压力后，井口无压力显示，将带病主控阀更换，该种换阀工艺称为压井换阀。压井换阀工艺的缺点：施工周期长（有时长达数月）、施工费用高（有时高达数百万元人民币）、污染环境、伤害产层（对中后期的老井，压井后可能无法复产）。,四川西铃油气田工程技术有限公司,2、带压换阀：不向井内挤注压井液，在井口有压力显示的情况下，将特制堵塞工具强行送入井口内孔，采用座封方式使堵塞工具阻断井下流体，卸去堵塞工具下游压力后，将带病主控阀更换，该种换阀工艺称为带压换阀。带压换阀工艺的优点：施工周期短、施工费用底（只有压井作业费的十分之一）、不污染环境、不伤害产层。,四川西铃油气田工程技术有限公司,3、带压换阀工艺分为两种：丢手带压换阀和不丢手带压换阀（1）丢手带压换阀：将堵塞工具送入油管内孔或大四通侧孔，堵塞工具通过锚卡固定在井内阻断井下流体(该过程称为丢手)，座封后卸去堵塞工具下游压力，将带病主控阀更换的工艺措施称为丢手带压换阀。,四川西铃油气田工程技术有限公司,丢手带压换阀的缺点：堵塞工具通过锚卡固定在井内，看不见，摸不着，锚卡的固定牢靠程度无法确认，当锚卡固定不牢或锚卡断裂时，堵塞工具座封后在井内压力的作用下冲出井口，在施工过程中井口失去控制，会酿成恶性事故。2010年2月8日在川中油气矿磨208井的带压换阀作业中，采用的即是丢手工艺，该次作业过程中，堵塞工具送入大四通侧孔后，其锚卡未能牢靠固定在大四通侧孔，当主控阀拆卸后，堵塞工具被冲出井口，井口随即失控，造成3人死亡的重大事故。该种工艺措施自该事故过后即被否定。,四川西铃油气田工程技术有限公司,（2）不丢手带压换阀：将堵塞工具送入井口上法兰内孔或大四通侧孔，堵塞工具被井口外的锁定装置安全连锁在井口上，座封后堵塞工具不会被冲出，井下流体被阻断后(该过程称为不丢手)，卸去堵塞工具下游压力，将带病主控阀更换的工艺称为不丢手带压换阀。,四川西铃油气田工程技术有限公司,不丢手带压换阀的优点：堵塞工具通过安全连锁装置被锁定在口上，看得见，摸得着，能准确判断堵塞工具是否被牢靠锁定，只有确认该锁定安全有效后再进行旧主控阀的拆卸作业。故堵塞工具不可能被冲出井口。该种工艺由四川西铃油气田工程技术有限公司（原四川锐戈石油设备制造有限公司）于2009年申请并获得国家专利，并于2009年8月在川中磨85井首次实施，该井成功作业后获得西南油气田分公司有关专家的肯定。磨208事故后，2010年6月集团公司组织各油田的专家专题讨论了不丢手带压换阀的工艺优越性，并形成油勘（2010）80文件，目前该文件已升为行业标准。经集团公司鉴定并认可的带压换阀企业只有四川西铃油气田工程技术有限公司一家。,四川西铃油气田工程技术有限公司,不丢手带压更换油气井口主控阀新型装置专利证书,四川西铃油气田工程技术有限公司,左图为换2号阀的不丢手带压换阀工艺，图示堵塞工具座封后，被安全连锁在井口上，右图为换1号阀的不丢手带压换阀工艺，图示堵塞工具座封后，被安全连锁在井口上。,四川西铃油气田工程技术有限公司,三、带压换阀装备在现场的安装方式,按堵塞工具送进方式的不同，分手动送进和液压送进两种装备。,四川西铃油气田工程技术有限公司,1、手动送进带压换阀装备安装示意图（当井压低于10MPa时采用）当井压低于10MPa时，堵塞工具可采用手动送进，左图是更换1号阀时带压换阀装备的安装方式，右图是更换3号阀时带压换阀装备的安装方式,四川西铃油气田工程技术有限公司,2、液压送进带压换阀装备安装示意图（当井压高于10MPa时采用）当井压高于10MPa时，堵塞工具需采用液压送进方式，左图是更换1号阀时带压换阀装备的安装方式，右图是更换3号阀时带压换阀装备的安装方式。,四川西铃油气田工程技术有限公司,四、操作规程,四川西铃油气田工程技术有限公司不丢手更换油气井口主控阀操作规程1、施工开始前，在距离井口20m处设置标志牌和安全警戒线。2、施工应由本公司现场代表统一组织、协调各岗位的工作。3、井口操作工听从指挥，提前准备好需要的工具。4、泄压时严禁猛开闸阀，造成压力突降，应缓慢开启。5、紧定螺栓时，对角紧定四颗联接螺栓，再对角紧定另外四颗联接螺栓，然后依次按规定力矩紧定全部八颗联接螺栓。6、在整个施工过程中，井口及堵塞工具始终处于全程受控状态。7、新闸阀吊装前应处于全开状态，在地面检查新闸阀开关是否灵活。8、每一道施工程序完成以后，必须在确认安全的情况下方可进行下一步作业9、在地面组装不丢手换阀装置及堵塞工具。,四川西铃油气田工程技术有限公司,10、逐棵活动需更换主阀与大四通的连接螺栓，松开一棵即紧回去。11、拆除需更换的主控阀以外阀门。12、将换阀装置与井口连接。13、缓慢打开阀门，打开工具通道。14、带压将堵塞工具徐徐送达预定封堵位置。15、向堵塞器的液缸打压，使堵塞器座封在预定位置。16、座封后，放空工具内堵塞器外部余气。17、开压力表截止阀放空，观察压力表，若读数为零，则堵塞器已成功阻断井下气流，说明座封成功，卸去座封用泵压观察30min。18、拆卸需更换主阀与大四通的8棵连接螺栓，将需更换的主阀向外移动200mm，露出工具的锁定槽，同时取出旧钢圈，用二级锁定板将工具锁定在井口上。19、拆除一级锁定板，将旧主阀吊离井口。,四川西铃油气田工程技术有限公司,20、清洗大四通钢圈槽，放置新钢圈，将新主阀吊到井口，重新安装一级锁定板，拆除二级锁定。21、安装新主阀。22、对角紧定四颗联接螺栓，对角紧定另外四颗联接螺栓，然后依次按规定力矩紧定全部八颗联接螺栓。23、重新安装不丢手换阀装置24、将堵塞工具解封。25、堵塞工具退出主阀阀板位置，关闭主阀。26、放空换阀装置内的余气，拆卸换阀装置。27、安装采油树。,四川西铃油气田工程技术有限公司,六、现场施工照片,该图是川中磨31井的现场施工图片，图示堵塞工具已座封成功，旧阀门已上提200mm的状况,四川西铃油气田工程技术有限公司,以下是现场施工的几大步骤,1、现场安装手动带压换阀装备，对角拆卸两颗上法兰的螺栓，将送进螺杆安装在井口上。,四川西铃油气田工程技术有限公司,2、带压换阀装备安装完毕，手动旋转送进螺母，带压将堵塞工具送达上法兰内孔，并座封堵塞工具，阻断井下流体，卸掉下游压力。,四川西铃油气田工程技术有限公司,3、拆卸1号阀与上法兰的8颗连接螺栓，将堵塞工具上提200mm，露出堵塞工具的锁定槽，同时取出旧钢圈，用二级锁定板将堵塞工具安全连锁在井口上。,四川西铃油气田工程技术有限公司,4、堵塞工具被安全连锁在井口上，拆卸一级锁定板，将旧的1号阀吊离井口，同时取出旧钢圈。,四川西铃油气田工程技术有限公司,5、将新的1号阀与防喷管连接好，并吊装到井口上方，将新钢圈沿传送杆下滑到二级锁定板上，重新安装一级锁定板，将传送杆锁定后，再拆卸二级锁定板，清洗钢圈槽，并将新钢圈放入槽内，再将新阀下滑到位于上法兰的8颗栽丝连接，预紧8颗连接螺母，注意对角进行紧固。8颗螺栓紧固完毕，将堵塞工具解封，并退出堵塞工具至1号阀阀门以上位置，关闭1号阀。换阀成功。,四川西铃油气田工程技术有限公司,6、恢复采气树及生产流程。,四川西铃油气田工程技术有限公司,油堪【2010】80号文件,四川西铃油气田工程技术有限公司,不丢手带压换阀现场应用,磨溪10井：带压更换井口1号主控阀，关井油压油压61.2Mpa（右图为堵塞器送到预定位置且座封后的现场施工照片）。,四川西铃油气田工程技术有限公司,磨溪10井：带压更换2号主控阀现场施工照片（该图为堵塞工具送到位后进行座封的照片）。,四川西铃油气田工程技术有限公司,野外套管造扣工艺,一些无人值守的老井，井口装置残缺不全，油气外漏，污染环境，存在安全隐患。针对该类