不压井作业装置

不压井作业装置新型不压井作业装置结构及工作原理铁虎石油机械有限公司一、概述我国带压作业起步较晚，随着我国老油田开发难度的增大，在油田作业方面对带压作业的要求越来越高。通过几年来的摸索和实践，对装置的设计，设备的配套，带压作业工艺进行了多次改进。我公司对现有带压作业装置存在的问题，并综合了各个优点，设计了一套新型的带压作业装置，相信在不远的将来，会给油田带来巨大的生产效益和社会效益。1.国内带压作业装置的发展（1）第一代带压作业装置由2FZ18-21液压双闸板防喷器、升高短节、FH12-14筒状胶芯环型防喷器、闸板式固定卡瓦、游动卡瓦、升降油缸及上、中、下横梁和水平调节装置等组成。油缸行程3.5m。在井口压力不大于8MPa时，使用效果良好。整个起下油管过程，由筒状防喷器承担，接箍强行通过。工具由下部双闸板防喷器和中部的防喷器导出。动力源及作业车同用一个泵，效率低。存在问题（1）利用原作业车动力源，带压作业与油管钳使用相互冲突；（2）油泵排油量不够，因长期在高压下运转，寿命短；（3）油缸起降速度慢，作业效率低，安全性差。（2）第二代带压作业装置对第一代带压作业装置进行了改进，加快了油缸升降速度，加装了一个半封单闸板防喷器，与筒状防喷器配合使用。把游动和固定卡瓦加装了手动锁紧机构，加大了卡瓦油缸直径，抱紧力更大一些。（３）第三代带压作业装置下部为三闸板防喷器，三闸板上部装卡瓦闸板，以方便现场维修及更换卡瓦、胶件。下横梁坐在三闸板防喷器上。快速自紧式卡瓦更加安全可靠，动力源及液控系统单独设置，与作业车脱离关系，便于维修与操作。2.国外带压作业装置此装置最下部由2ＦＺ１８－３５双闸板防喷器和下横梁及短节组成。上部由上、下两快速单闸板防喷器、环型防喷器、固定卡瓦、升高短节、中横梁、上横梁、游动卡瓦、承重卡瓦等组成。油缸行程3.3ｍ。二、新型带压作业装置这是我公司新研制的带压作业装置，结合了国内外带压作业装置的优点。设计研制了新型快速单闸板防喷器和自紧式快速开关防顶卡瓦，降低了整体高度，使整体装置作业效率得到提高。油缸采用刚性联接，伸到横梁以下，实现了高度低、行程大、稳定性好的功能。1.装置的配置情况三闸板防喷器上、下单闸板快速防喷器ＦＨ１８－３５环型防喷器固定、游动卡瓦升降油缸上、中、下横梁另外还有升高四通、泄油筒和水平调节等装置。（１）三闸板液动防喷器3ＦＺ１８－３５该防喷器为带压作业的安全设施，通常不参与正常带压作业，一旦上部出现问题，可及时关闭下部有关闸板和卡瓦，实现安全生产。工作原理上层为安全卡瓦，当上部带压作业设备要中途检修或更换胶件时，起防止油管飞出和掉下的作用；中间层为半封闸板（31/2’’或27/8’’)，当井内有管柱，上部出现问题时可封住油管；防喷器最下层为全封闸板，空井时可关闭井口。（2）ＴＦＺ１８－３５单闸板快速防喷器该防喷器是我公司新研制的产品。具有以下优点：ａ．防喷器腔体为圆形，精度高，粗糙度可达到0.4，强度大大提高，耐磨性好；ｂ．闸板高度大，密封胶件厚，镶有耐磨瓦片；ｃ．油缸在防喷器两侧，防喷器本体没有油路，彻底消除了漏油现象；ｄ．开关迅速，只需两秒就可实现开闸板或关闸板；ｅ．更换闸板容易，侧门可液压开启，是带压作业装置导接箍专用的防喷器。播放动画（3）.ＦＨ１８－３５环型防喷器环型防喷器在规定的范围内任何尺寸、形状的管柱均可密封，胶芯储胶量大，受磨时间长且所用油压低，但开关所用时间比闸板防喷器长。在压力较低时可强行通过接箍。工作原理壳体上部油口为打开油路，高压油经过油路推动活塞下移，球形胶芯靠自身的弹性恢复原状，防喷器打开壳体下部进油口为关闭油路，高压油通过油路推动活塞上升，活塞推动球形胶芯上移，压缩并沿上壳体球面移动，挤压胶芯向中心移动，孔径变小，封住油管播放动画（4）.自紧式防顶卡瓦自紧式防顶卡瓦具有自紧功能，开关速度快，1ｓ即可关闭，用油量小，油压低，重量轻。内腔卡瓦体装有卡瓦牙，可防顶防掉，可用于固定卡瓦，也可用于游动卡瓦，上下为法兰式，可与泄油筒、上横梁联接。工作原理利用一小油缸通过连杆机构，使两卡瓦体沿斜面上升卡住油管，井压越大卡得越紧，即使发生油缸泄压，也不会影响卡紧力；油缸小，用油量少，动作快捷。缺点当卡瓦体卡得太紧时，难于松开，有时需用油缸下压一下油管，才可打开。播放动画（5）.升降油缸主要用于当井内油管重量小于井内压力对油管的上浮力时，需用游动卡瓦卡住油管下压或上提；当井内油管重量大于井压对油管的上浮力时，油缸可不用；油缸行程3.3ｍ。（6）.上、中、下横梁带压作业整套装置的支撑性、同心性、水平垂直度全靠上、中、下横梁及水平调节装置来完成。为保证装置的垂直性和稳定性，在两油缸中部有两套正反螺丝调节装置与作业车井架相联。上横梁上横梁两端小孔与两油缸活塞杆刚性联接，用大螺帽固定，使之牢固形成一体，以确保两油缸同步。中横梁中横梁固定在上快速防喷器和环型防喷器之间，两边卡住油缸，使整套装置的稳定性更好，安装精度得到保证下横梁下横梁座在三闸板防喷器上，与防喷器法兰式联接，起支撑两个升降油缸的作用提油管作业分为三种情况：井压较低时，关闭环型防喷器，使油管和接箍强行通环型防喷器胶芯；井内压力对油管的上顶力小于井内油管重量时，可用作业车大钩提油管，用环型防喷器封住管柱，如压力较高时，打开环型防喷器，改由上下两快速单闸板防喷器导出油管，油缸及防顶卡瓦可暂时不用；播放动画当井内油管较少时，为防止油管顶出，即用油缸上提油管，上快速单闸板防喷器和游动防顶卡瓦分别密封、卡紧油管；当油管接箍接近上快速单闸板防喷器时，油缸和大钩同时停止起吊，关闭下快速单闸板防喷器，再打开上快速单闸板防喷器，继续上提，使接箍提出固定卡瓦后，关闭固定卡瓦和上快速单闸板防喷器，打开游动卡瓦，将油缸降至下死点，卸掉油管。如次循环将油管提出。播放动画下油管作业：过程与起油管过程相同，这里就不再介绍了。2.优点油缸、防顶卡瓦、防喷器动作快，用油量少，油压低，对于整套装置及动力源系统的寿命得到提高；防喷器和防顶卡瓦通过改进，大大提高了效率；整体结构更稳固牢靠，安全性好，检修方便。