连续油管技术讲义

第十章连续油管技术连续油管设备是一种液压驱动的修井设备，有车装和橇装两种，既可用于海上平台又可用于陆地油田。它可以代替一般的修井设备和钢丝作业设备进行修井、完井及钢丝作业等，特别是在气举、酸化、冲砂、洗井、打捞作业、打水泥塞、坐封过油管封隔器、大斜度井及水平井作业等方面得到越来越广泛的应用。第一节连续油管设备如图10-1-1所示，连续油管作业设备主要由：注入头（驱动导向系统），滚筒和连续油管，操作间，动力源，防喷系统等五部分组成。一、连续油管地面设备1．注入头注入头（驱动导向装置）是将连续油管下入井内或是将油管从井内提出的装置，其结构如图10-1-2所示，其技术规范如表10-1-1。表10-1-1注入头技术规范15K30K80KSTANDARDDVN油管尺寸，in111.25，2.251.50，2.752.00，3.501.25，2.251.50，2.752.00，3.50上提、下放拉力（连续），lb（间断），lb19300240003026071600856007320085366压力系数，lb/psi7.72低速12.104高速30.26014.3224.4最大速度，ft/min低速112高速22418893.5，168速率，ft/min19310.56油管在注入头内长度，in2030.4232.2532.25油管在注入头内长度，in（密封到导向装置）（密封到外链）（外链到导向装置）3.54.5229.55027.212.885.027.212.88重量，lb4200（含导向装置）5500（含导向装置）16000（含导向装置）1400016000（含导向装置）14000设备尺寸，in42.75×42.75×136.550×50×19675×181×26275×76×14575×181×26275×76×145导向半径，in48729696马达类型DOUBLEVANEDOUBLEVANEDOUBLEVANEDOUBLEVANE马达顶替量，ft39.5197.2513传动比21.4821.4850.4750.47链轮直径，in6.8038.4212.02512.025（1）驱动部分该装置是由两个相对而视的链条盒构成，每个链条盒中含有两条环形的内链条和外链条，链条盒上装有两个液压动力装置。连续油管的运动原理如下：液压泵对链条盒提供液压传动力量，由于内链是双向驱动，因而可带动外链产生双向运动。外链紧密压合在连续油管上，产生轴向的摩擦力，这种摩擦力量要远大于连续油管本身的自重，使之可自如地对油管进行上提、下放以及震击等作业。哈里伯顿公司的驱动装置有30K和80K两种，30K的最大承载力为17t（380001b），最大速度为26m／min（85ft／min），80K的最大承载力为36t（800001b），最大速度为52m／min（170ft／min），结构如图10-1-3链条驱动装置。液压泵最大推荐压力为17.2MPa（2500psi）。（2）导向部分该装置在驱动装置之上，连续油管从滚筒输出后被置于布满滚子的鹅颈形轨道上，并有一个弯形的护栅，罩在连续油管上，使连续油管能更便捷地沿着所定轨道运动，避免连续油管在运动中跳离轨道。参见图10-1-4导向部分。（3）负荷传感器该装置位于注入头下端和支撑架之间，与井口装置相连，注入头的重量和在井内连续油管的重量通过负荷传感器与井口和支撑架分开。油管的负荷传感器通过液压系统传递到操作间的负荷显示表上。在实际操作时要注意将表设置在零的位置，此时的负荷是减去注入头重量的负荷。结构如图10-1-5负荷传感器、（4）盘根盒该装置用法兰连接在注入头的底部，并在液压的作用下通过弹簧加载进行开关工作。无论连续油管是否在井内，这套装置都可便捷地拆装其密封件，如关闭防喷器上的半封闸板，然后放掉闸板以上的压力，把两片卡瓦从顶端取出，便可更换新的密封件。结构如图10-1-6盘根盒，技术规范如表10-1-2盘根盒技术规范。表10-1-2盘根盒技术规范厂家TEXASOILTOOLSFOLEY尺寸，in169216941692类型标准标准服务H2S1DNV&ARTICH2S1DNV&ARTICH2S1DNV&ARTICH2S1DNV&ARTICH2S1DNV&ARTICH2S1DNV&ARTICH2S1DNV&ARTIC下部扣型，in5.4ACME内螺纹5.754ACME内螺纹5.4ACME内螺纹5.75ACME内螺纹4.0610M内螺纹8.254ACME油壬5.4ACME外螺纹工作压力，psi1000010000100001000010000100005000或10000液压密封容积in33.53.53.53.55655653.5回压容积，in34.04.04.04.01561564.0液压密封压力psi5000500050005000500050005000回压，psi500050005000500050005000重量，lb30030045045011001200250硫化氢，oF-20～250-20～250-20～250-20～250-20～250-20～250-20～250DNV，oF-25～250-25～250-25～250-25～250-25～200-25～250-25～250℃-32～121-32～121-32～121-32～121-32～90-32～121-32～121ARTIC，oF-50～200-50～200-50～200-50～200-50～200-50～2002．防喷系统（1）防喷器它是一套由四组闸板组合在一起的防喷装置，即可以用液压控制又可以手动操作。这四组闸板从上到下依次为：全封，剪切闸板，油管悬挂闸板，半封。该系统设有平衡阀来平衡压力。在剪切闸板和油管悬挂闸板之间是一个50.8mm（2in）的低扭矩阀，它既可作为油嘴用，也可以接卸压井管线。在紧急情况下，还可以接压井管线进行压井作业。结构如图10-1-7防喷器组，技术规范如表10-1-3防喷器技术规范。（2）储能器连续油管的储能器可分为两种类型：活塞型和助推型。前者多设置在驱动装置上，以防在发动机失灵等情况下，仍能控制外链挤压连续油管，防止连续油管松脱下滑；后者多设置在操作间下方，并与防喷器相连，以备在动力源失控情况下，仍能提供能量关闭防喷器。所有的储能器都是只储存液氮，而且氧气含量不可超过3％。在每次充氮之前，都要将原来罐中的遗留液体排出。为此这两种储能器都装有排泄阀。驱动装置上的储能器一般要充填2.4MPa（系统压力设置为6.9MPa）或3.45MPa压力的氮气（系统压力设在10.3MPa）。防喷系统的储能器需充填到只比最小系统压力少1.4MPa，最小系统压力是8.3MPa时，储能器的压力充填到6.9MPa。最低的氮气量要足够用于关闭所有防喷器阀门1.5次。（3）防喷管防喷管安装在盘根盒和防喷器（或防喷器和采油树）之间，下入井下工具或起出井下工具时都需要防喷管，其结构和作用与钢丝作业防喷管一样。3．动力源动力源由柴油机、液压泵、液压油箱及液压控制系统组成。它能向连续油管的注入头、油管滚筒控制系统、操作间及防喷器控制系统提供液压动力。规范见表10-1-4动力源技术规范。表10–1–3防喷器技术规范厂家TEXASOILT00LSFOLEY类型QUADQUADQUAD闸板型盲板、密封型全能型QUAD尺寸，in1692161316141614161416941692服务硫化氢工作压力，psi1000010000100001000010000100005000（10000）关断客量，gal0.1360.1360.6411.11.11.10.19关断防喷器及助推器量，gal0.5280.5280.6413.163.163.16关断压力比9：l9：l13：l13：l13：l13：l7.9：l关断防喷器及助推器比21.2：121.2：144.8：144.8：1开启容量,gal0.1210.1210.5440.9310.9310.9310.19正常开启压力,psi1500150015001500150015001500最大开启压力,psi5000500050002000200020005000重量.1b1300160040009009001800980硫化氢℉-20F~250F-20F~250F-20F~250F-20F~250F-20F~250F-20F~250F-20F~250FDNV,C℉-32F~121F-25F~250F-32F~121F-25F~250F-32F~121F-25F~250F-32F~121F-25F~250F-32F~121F-25F~250F-32F~121F-25F~250F-32F~121F-25F~250FARTIC℉-50F~200F-50F~200F-50F~200F-50F~200F-50F~200F-50F~200F-50F~200F上部接头,in5.4ACME外螺纹5.75ACME外螺纹4.06BX-155法兰4.06BX-155法兰4.06BX-155法兰4.06BX-155法兰5.4ACME外螺纹下法兰接头,in1612-10M1613-10M1614-10M4.06BX-155法兰4.06BX-155法兰4.06BX-155法兰1692-5M1692-10M法兰侧面出口,in2BX-152法兰2BX-152法兰2BX-152法兰不选用不选用2BX-152法兰1612-5M1612-10M表10-1-4动力源技术规范动力源类型撬装撬装柴油机型号6V－53T6－71最大功率hp233175转速RPM26001800液压泵排量，gal/minA泵在2500psi时为38在2500psi时为38B泵在2300psi时为32在2300psi时为32C泵在1900psi时为22在1900psi时为22操作间和滚筒的控制制泵，泵压在2500psi时的最大泵排量，gal/min2929液压油箱容积，gal160160柴油箱容积，gal2525柴油机启动方式气启动气启动4．滚筒滚筒下端的马达通过滚筒上的轴链和滚子使滚筒有方向地转动，滚筒的大小决定了所使用的连续油管的尺寸和长度，滚筒的主轴是空心的，通过它可泵送各种液体进入连续油管内部，连续油管末端的内侧与空心的滚筒支架连在一起，并直接与旋转接头相接，用循环泵将气体、液体通过此接头泵到井内，从而保证在连续油管下入或回收过程中能进行循环。在紧急情况下，可以关掉油管及轴梁间的一个34.5MPa或69MPa的截流阀，滚筒结构如图10-1-8，技术规范如表10-1-5滚筒技术规范。表10-1-5油管滚筒总成技术规范产品部件号996.16074996.16076996.15871997.02400997.0210499702407997．02102996．16786重量(空），lb550070009600780085009900900014000高，in118.75118.75118.75129.5298138.75142154宽，in949498.3893.889695.521102长，in128.75128.75149.25139.75126139.75173168直径，in7272728072808484法兰直径，in118118118128104138142144滚筒直径，in54.1354.1354.1354.137954.13板576材料钢钢钢钢钢钢钢钢油管外径，in1.251.251.251.51.25；1.51.51.25；2.3751.25；2.375产品部件号996.16074996.16076996.15871997.02400997.0210499702407997．02102996．16786滚筒容载，ft1750017500175001500015000(1.25)8000(1.50)180017350(1.75)12500(2.375)工作压力，psi100001000010000100001000010000100005000服务类型硫化