修井出口伸縮地錨研制與應用

張佩然+馬衛立

摘要：針對防噴管線鉆入困難，施工難度大的問題，我們研制了出口伸縮地錨；將原有的地錨長度由原先的2m，縮短為1.3m，經計算此深度能達到防止放噴管線竄動的目的，同時減輕了職工一半的勞動強度；增加了伸縮內桿設計，可以根據井口高低調節地錨的高度；外管靠近地錨加厚部分增加了銷軸孔，插入地錨桿肯以固定，內外管的任意高度內桿上加工豎排軸銷孔，與外管孔配合穿插銷軸固定不同的高度。內管前端采用U型卡環設計，消除了地錨與放噴間的間隙，管線固定更加牢固，兩端采用開放式螺絲連接，拆裝快捷方便。

關鍵詞：伸縮地錨；防噴管線；勞動強度；壓裂

0 引言

井下作業在正式施工前，需要做好全部井控工作，防噴管線的安裝是開工準備中重要的一環，防噴管線是從井口接出的鋼制硬管線，因為長度較長，需要有效的加固，防止井噴時管線擺動造成事故，加固防噴管線一般采用地錨加固，常規地錨長度在2.2m左右，人力鉆入施工難度大，并且不適合所有的施工井場。

1 目前現狀

現在我廠所有施工作業井裝出口管線，按標準出口管線長20m以上，需要2個地錨固定，井架的地錨由井架隊的地錨機鉆入和倒出，由于搬家上力時出口管線的朝向方位受各種因素的制約，不好確定固定地錨的具體位置，導致無法及時使用井架隊的地錨機鉆地錨，出口管線地錨基本上靠人力鉆裝。

作業施工井的搬家上力一般在白天，白天搬家上力包括設備、井架、板房、油管橋、循環罐、封井器等全部到位后，晚上開始擺放做開工前的全部準備工作，接好防噴管線后，需要地錨固定時，作業隊施工人員只能靠人力鉆地錨，鉆入每個地錨至少需要4人1個小時的時間，夏天地表軟，地錨容易鉆，到了冬天，一個晚上鉆不進一個地錨的現象常常發生，不固定出口管線為采油廠杜絕類問題，不能施工，等到第二天地錨機去鉆地錨后在施工，嚴重制約了施工進度。

現場有的井口高，出口管線高；有的井口低，出口管線就低。使用常規地錨時，井口高時外露太長不符合采油廠的鉆地錨標準，井口太低時，鉆地錨鉆到地表以下，增加了鉆地錨的難度。

人工鉆地錨時，必須挖坑，再旋轉鉆入，由于地錨坑有的挖的規范，有的不規范，不規范時地錨非常難鉆，必須采用榔頭砸等措施，損害了地錨葉片，安裝放噴管線困難，也不規范。同時由于葉片的間隙必須和防噴管線的直徑配合好，間隙過大造成防噴管線與地錨的葉片之間來回擺動，留下安全隱患，間隙過小造成防噴管線安裝不進去，造成施工的困難，由于地錨的葉片位置需要插地錨杠子鉆地錨，造成葉片間隙不斷的變大，影響了防噴管線的安裝效果。

為此，作業隊采取了多種改進措施，采取卡古固定，鉆地錨時沒有支撐，難以鉆進，并且人力無法鉆進時，也無法使用地錨機。采用固定式水泥度放在地面上，但是不符合大隊及采油廠的檢查要求和技術規范，效果都不是很好。

2 研制過程、結構原理、使用步驟

針對以上問題，我們研制了出口伸縮地錨，如圖1所示：

它的結構包括：地錨本體、伸縮內桿、U型卡片、固定螺栓、調節銷軸等組成。

與原有常規地錨的變化是：將原有的地錨長度由原先的2m，縮短為1.3m，經計算此深度能達到防止放噴管線竄動的目的，同時減輕了職工一半的勞動強度；增加了伸縮內桿設計，可以根據井口高低調節地錨的高度；外管靠近地錨加厚部分增加了銷軸孔，插入地錨桿肯以固定，內外管的任意高度內桿上加工豎排軸銷孔，與外管孔配合穿插銷軸固定不同的高度。內管前端采用U型卡環設計，消除了地錨與放噴間的間隙，管線固定更加牢固，兩端采用開放式螺絲連接，拆裝快捷方便。

它的操作應用步驟是：首先拆下調節銷軸，把伸縮式地錨的伸縮桿取出，將地錨人工或用地錨機鉆入地下至地錨外露符合設計要求為止，再將伸縮內桿插入地錨的內腔，根據井口防噴管線的高度確定伸縮桿的插入深度，調整好后穿好調節銷軸固定牢固伸縮內桿，然后將U型卡片兩個固定螺栓拆開，放好絕緣膠皮后將防噴管線放入U型卡片內，蓋好上卡片，上緊固定螺栓，從而將防噴管線牢固的固定在伸縮地錨內。

3 現場應用及效果

從2014年5月開始在現場進行了應用如圖2、圖3所示，通過幾口井的試應用，職工

反映效果較好，從6月份開始至今，我廠全部出口地錨均采用伸縮式，通過近1000口井的現場應用，人工鉆地錨時間縮短近1-3小時，減少地錨損失30%，不論井口高低，均有良好的適應性，通過改進的加長伸縮地錨在壓裂井現場也得到了應用，從而達到了達到了減輕職工的勞動強度、提高施工時效目的。

針對壓裂施工井，井口高，放噴管線需要加固的需求，我們把出口伸縮地錨加長，把出口伸縮的地錨應用進一步進行了擴展，解決了壓裂井井口超高，壓裂

社會效益：2014年5月至今共使用1000口井，每口井提高時效2-3小時，共節省1500×（2-3）=3000-4500小時，合計節省（3000-4500）÷24=125-187天，提高了生產時效，縮短了施工的時間，減輕了職工的勞動強度，社會效益顯著。

我油田作業施工井均要有防噴管線，防噴管線都要用地錨固定，如果采用伸縮地錨，不單提高了開工時效，減輕了職工的勞動強度，并且適應不同的施工現場，不論井口的高低均適用，具有較大的推廣前景。

參考文獻

[1]成華國、張桂林等編.《井下作業標準匯編.》，中國石化出版社，2006年10月

[2]孫樹強主編《井下作業工》石油工業出版社，2006年9月

[3]萬仁溥 《采油工程手冊》（上冊）北京2000年

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