密閉式噴提防污器的研制與應用

摘要 在油田修井作業施工中，由于砂堵、桿斷、工具失效等原因，造成的冒噴提管柱施工大量存在，是造成修井施工環境污染的重要原因之一，多年以來無法得到有效解決。針對噴提管柱的施工特點，研制7專用噴提工具——密閉式噴提防污器，通過在多口井的現場試驗獲得成功，并具有結構簡單、加工成本較低、安裝方便、實用性強的特點，推廣應用后獲得了明顯的經濟效益和社會效益。

關鍵詞 環境污米；噴提漏斗；密閉式噴提防污器；應用

1前言

在油田修井作業施工中，由于砂堵、桿斷、工具失效等原因，造成的冒噴提管柱(即油管內井液無法正常泄入井內，卸開油管后井液噴濺在地表)施工大量存在，是造成修井施工環境污染的重要原因之一，目前使用的工具存在一定程度的缺陷，嚴重影響使用效果，多年以來無法得到有效解決。

因此，根據噴提管柱的施工特點和油管結構，研制出一套密閉回收裝置，有效解決目前施工中存在的噴提污染現象，對環境保護工作具有重要的現實意義。

2目前存在問題及污染成因

目前，噴提污染防治工具主要依靠漏斗式噴提器。其工作原理是：將噴提漏斗連接在一側套管閘門上，將油管卸開后，在井液流出時將油管下湍快速推至噴提漏斗內，使井液流入漏斗中，經回流管進入井筒環空。

2.1漏斗式噴提器存在的問題

(1)回收方式屬于開放式回收，噴提管柱時，由于井液出口與噴提漏斗之間存在一定距離和高度，相當一部分井液在沖人噴提漏斗后又從噴提漏斗上濺出，在井口附近常形成嚴重的噴濺污染區，污染液在井場大面積漫流。

(2)在帶抽油桿冒噴提施工中，由于抽油桿妨礙了油管的推送，造成無法使用噴提漏斗；而在大修隊鉆桿冒噴提時，由于大修鉆臺的存在，噴提漏斗同樣也無法應用。

(3)工具體積較大(漏斗端直徑為400-450mm，長度大干500mm)，對井口空間條件要求較高，當施工井口存在死角或空間有限時，噴提漏斗無法安裝使用。

以上問題的存在嚴重影響了漏斗式噴提器的使用效果。污染液回收率平均為5565％，大約三分之一的井液在回收過程中噴濺在地面，造成環境污染。

2.2冒噴提管柱中噴濺污染形成的特點分析

(1)在油管上提過程中，油管內的井液在氣體或自身慣性的作用下從油管頂端溢出或噴出，污染程度隨油管上提高度的增加而增大。

(2)井口油管卸扣上提時，油管內的井液在液柱壓差的作用下從油管下端噴出，是冒噴提管柱施工污染形成的主要原因。

3密閉式噴提防污器的研制

根據冒噴提管柱的施工特點，針對性地研制密閉式噴提防污器，在污染液溢出油管之前就將其封閉，并直接回流入井，不僅能有效解決冒噴提管柱對環境造成的油水污染，同時也有利于施工現場的標準化和規范化，有利于推行無污染作業施工。

3.1主要結構

該系統主要由三部分構成：

(1)防溢堵頭

主要由空心絲堵、凡爾球、凡爾座、彈簧、手柄、保險等部件組成。其作用是在油管頂端形成單項密封，使井液在油管上提過程中不能溢出，但當井液向下流動時又能及時打開，保障井液流動的通暢性。

(2)井口防污密閉殼體

主要由主殼體、密封元件、卡瓦、鎖緊手柄、懸掛吊環、液流出口接頭等部件組成。其作用是在井口部位形成一個密封空間，防止液流噴濺污染。

(3)回流管匯

主要由回流軟管、快速接頭等部件組成。其作用是建立井口防污密閉殼體內的污染液流入井筒的通道。

3.2工作原理

上提油管之前，將油管防溢堵頭與油管接箍連接，安裝好保險后上提油管。將已提出井口的油管公扣完全卸開，暫不上提油管，將密閉式噴提防污器扣合在油管上，使密閉式噴提防污器下卡瓦卡在油管接箍處，并用鎖緊手柄將兩側殼體扣緊，司鉆緩慢上提油管10～25cm，此時油管內的污染液在泄出油管后被密閉在主殼體內，通過回流軟管回流至井內環空，待管柱內液體全部流出后，將扣合的鎖緊手柄打開，將密閉式噴提防污器從油管上卸下歸位。

該系統通過對油管頂端及井口部位及回流通道的密封，徹底解決了噴提施工中井液噴濺的問題。

3.3創新點

主要包括以下幾個方面：

(1)井液回收方式為封閉導流方式，徹底解決了污染液噴濺問題。對噴提污染液的出口(油管公扣與下根油管接箍連接處)采取封閉導流的方式，使油管內井液通過回流軟管回流至井內，徹底解決污染液噴濺問題。

(2)采用了皮碗式膠皮密封元件，具有自密封功能。該裝置兩端密封圈被設計成皮碗式，裝置整體密封壓力可達O.5MPa(井口液柱壓力為0.1MPa)，并且具有受壓越高則承壓越高的特性，充分滿足了現場施工需要。

(3)裝置連接結構具備自鎖功能，操作可靠性高。由于密閉式噴提器主殼體采用活頁式連接，為防止兩瓣主殼體在操作中出現意外打開的情況，將鎖緊機構設計為過盈配合，鎖緊后手柄轉向主殼體，此時殼體受力越大則鎖緊力越大，保證了裝置功能的可靠性。

(4)固定方式采用了吊繩懸掛式，現場適應性強。采用吊繩懸掛，無安裝死角，對井口空間要求低，在油田常規修井作業施工中均可使用。

(5)使用方式靈活。在帶抽油桿冒噴提及大修隊鉆桿冒噴提施工中，該工具同樣可以方便的使用。

4應用效果

該裝置初步加工完成后，在ST3—9C120井等5口井上進行現場試驗，在試驗中暴露出三個方面的問題：一是密封件在使用3口井后出現損壞現象；二是下部接箍卡瓦松動，造成噴提器被油管帶起；三是固定把手配合間隙過大，造成殼體閉合不緊。針對出現的問題，通過加厚密封膠條、改進卡瓦牙結構和加工工藝等方法，解決了上述問題。系統改進之后，又先后在勝坨油區進行了40余井次的小范圍試用，現場噴提污染現象基本杜絕，有效地改善了作業現場施工環境。

以勝坨油區為例：該區年均噴提井在650井次左右，按單井污染治理費平均為2000元(不包括環保污染罰款)，年可節約污染治理費用2000×650=130萬元，同時減輕了對油區環境造成的影響。

5幾點認識

(1)密閉式噴提防污器的應用，一是避免了嚴重的環境污染，降低施工成本；另一方面減輕了現場施工強度和無效工作量。

(2)該防污染工具的應用有利于施工現場的標準化和規范化。

(3)該裝置結構簡單、成本較低、安裝方便、實用性強，具有良好的推廣應用價值。