深水油氣田水下采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽安裝及要點(diǎn)分析

唐咸弟 楊樂(lè)樂(lè) 趙蘇文

摘 要

水下采油樹(shù)是深水油氣田開(kāi)發(fā)的重要設(shè)備，水下作業(yè)的不可視性，對(duì)采油樹(shù)內(nèi)帽的安裝作業(yè)帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。本文介紹了采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽及機(jī)械安裝工具的結(jié)構(gòu)、安裝過(guò)程。采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽的安裝及要點(diǎn)，同樣適用于水下采油樹(shù)其他部分的安裝作業(yè)，為水下采油樹(shù)完井作業(yè)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞

水下采油樹(shù);采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽;井眼清潔

中圖分類號(hào)： TE952 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.048

1 水下采油樹(shù)的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)

我國(guó)南海油氣資源量豐富，其中70%位于深水區(qū)，深水油氣開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為我國(guó)的戰(zhàn)略要點(diǎn)。水下采油樹(shù)是深水油氣開(kāi)發(fā)的重要設(shè)備，其成本高、技術(shù)復(fù)雜。南海東部某自營(yíng)氣田使用了一種臥式水下采油樹(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，主要由導(dǎo)向基盤(pán)、采油樹(shù)本體、油管掛及配套的5.25″堵頭、內(nèi)樹(shù)帽及配套的5.75″堵頭、外樹(shù)帽以及用于控制氣井生產(chǎn)的閥門(mén)組等組成。油管掛及配套的5.25″堵頭為第一道保護(hù)屏障，內(nèi)樹(shù)帽及配套的5.75″堵頭為第二道保護(hù)屏障，確保井筒安全。

2 水下采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽及其機(jī)械送入工具

2.1 采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽結(jié)構(gòu)

采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽安裝于油管掛及堵頭以上，能夠?yàn)椴捎蜆?shù)提供一道壓力等級(jí)為10000psi的屏障。其主要由本體、鎖定機(jī)構(gòu)、密封機(jī)構(gòu)等組成。內(nèi)樹(shù)帽下入到位后，驅(qū)動(dòng)套在送入工具的推動(dòng)下，向下運(yùn)動(dòng)，從而使鎖環(huán)伸出與采油樹(shù)的凹槽配合將內(nèi)樹(shù)帽鎖定在采油樹(shù)內(nèi)部。內(nèi)樹(shù)帽密封機(jī)構(gòu)主要由數(shù)條橡膠密封和一道金屬密封組成。

2.2 內(nèi)樹(shù)帽機(jī)械送入工具結(jié)構(gòu)

采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽的鎖定機(jī)構(gòu)與油管掛類似，因此可以通過(guò)油管掛送入工具（THRT）或機(jī)械送入工具（MITCRT）下入和鎖定。本文主要介紹MITCRT下入內(nèi)樹(shù)帽方式。

如圖1所示為MITCRT結(jié)構(gòu)示意圖，其主要由本體、鎖定機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、應(yīng)急脫手機(jī)構(gòu)等組成。

鎖定機(jī)構(gòu)用于將MITCRT與內(nèi)樹(shù)帽連接并鎖定，其主要由驅(qū)動(dòng)環(huán)（Actuating Ring）和鎖環(huán)（Latch Ring）組成。正轉(zhuǎn)MITCRT （相對(duì)于驅(qū)動(dòng)環(huán)）6圈，驅(qū)動(dòng)環(huán)下行，將鎖環(huán)伸出，從而與內(nèi)樹(shù)帽連接鎖定。反轉(zhuǎn)MITCRT 6圈，驅(qū)動(dòng)環(huán)上行 ，鎖環(huán)收回，脫手MITCRT與內(nèi)樹(shù)帽的鎖定。

當(dāng)反轉(zhuǎn)MITCRT無(wú)法脫手時(shí)，過(guò)提110-130klbs，可以將應(yīng)急脫手拉力銷釘拉斷，繼續(xù)上提MITCRT，應(yīng)急脫手承托底座相對(duì)于本體下行，鎖環(huán)收回，脫手MITCRT與內(nèi)樹(shù)帽的鎖定。

3 水下采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽的安裝程序

3.1 井口清潔

下入內(nèi)樹(shù)帽之前，按照施工程序，首先使用強(qiáng)磁打撈器和內(nèi)樹(shù)帽專用沖洗工具Jetting Tool沖洗采油樹(shù)及BOP組內(nèi)腔，以清潔井眼。

沖洗流程：

（1）組合下入沖洗工具組合，將Jetting Tool坐在油管掛上。

（2）開(kāi)大排量沖洗，每沖洗5分鐘左右，上提工具1m左右，旋轉(zhuǎn)90°繼續(xù)沖洗。

（3）起出沖洗工具，檢查強(qiáng)磁打撈器及Jetting Tool撈杯內(nèi)部雜質(zhì)，如果雜質(zhì)較多，則以上述沖洗方式重新沖洗直至井筒清潔為止。

3.2 準(zhǔn)備工作

（1）檢查內(nèi)樹(shù)帽及內(nèi)部的5.75″堵頭，并使用測(cè)試工具對(duì)堵頭試壓：10000psi×15min。

（2）使用測(cè)試螺桿上下活動(dòng)活塞，檢查其功能是否正常，最終保證活塞位于上部初始位置。

（3）檢查MITCRT鎖定機(jī)構(gòu)，正反轉(zhuǎn)鎖定機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)環(huán) ，檢查鎖定機(jī)構(gòu)活動(dòng)是否靈活，并最終位于解鎖為止。

（4）檢查MITCRT，保證工具沒(méi)有損壞，同時(shí)銷釘、密封圈安裝到位并狀況良好。

（5）將MITCRT調(diào)整方向至定位鍵對(duì)準(zhǔn)內(nèi)樹(shù)帽的定位槽，將MITCRT放入內(nèi)樹(shù)帽，確認(rèn)兩者間隙為0.2″后，正轉(zhuǎn)MITCRT約6圈使其與內(nèi)樹(shù)帽鎖定，記錄正轉(zhuǎn)圈數(shù)，最后反轉(zhuǎn)1/4圈。

（6）通過(guò)專用試壓孔，對(duì)MITCRT與內(nèi)樹(shù)帽連接進(jìn)行試壓：3000psi×5min。

3.3 安裝及測(cè)試流程

（1）將內(nèi)樹(shù)帽及MITCRT連接至鉆桿，下入之前在內(nèi)樹(shù)帽驅(qū)動(dòng)套上安裝剪切銷釘，并在內(nèi)樹(shù)帽的坐掛及鎖環(huán)位置噴白色油漆。

（2）根據(jù)采油樹(shù)方向，在鉆臺(tái)調(diào)整內(nèi)樹(shù)帽方向，保證其定向鍵位置滿足要求。

（3）關(guān)閉BOP組阻流、壓井管線，ROV檢查并打開(kāi)采油樹(shù)環(huán)空加入閥AAV、內(nèi)樹(shù)帽測(cè)試閥TCT，其他閥門(mén)處于關(guān)閉位置。

（4）緩慢下放內(nèi)樹(shù)帽，防止內(nèi)樹(shù)帽遇阻提前鎖掛，在進(jìn)入BOP組之前打開(kāi)鉆柱補(bǔ)償器。

（5）接完最后一柱鉆桿，鉆桿內(nèi)灌滿海水，測(cè)上提下放懸重。

（6）緩慢下放內(nèi)樹(shù)帽至遇阻位置，此時(shí)內(nèi)樹(shù)帽金屬密封開(kāi)始與采油樹(shù)接觸并逐漸嚙合。

（7）內(nèi)樹(shù)帽與油管掛之間的液體會(huì)因?yàn)閮?nèi)樹(shù)帽的下行而被從TCT排出至地面。

（8）逐次下壓5klbs，直至下壓至45klbs，每次下壓后保持幾分鐘等待內(nèi)樹(shù)帽下行并排出液體。

（9）當(dāng)返出液體達(dá)到13L時(shí)，說(shuō)明內(nèi)樹(shù)帽已經(jīng)基本到位。

（10）調(diào)低萬(wàn)能防噴器控制壓力，關(guān)閉萬(wàn)能防噴器，環(huán)空加壓500psi再次助推內(nèi)樹(shù)帽到位;同時(shí)對(duì)ITC試壓：500psi×5min。

（11）如果試壓合格繼續(xù)下部作業(yè)，如果不合格，可以將內(nèi)樹(shù)帽提起重新坐到位或者將內(nèi)樹(shù)帽起出檢查。

（12）以每次500psi的增量提高環(huán)空壓力，每次提高后保持5min左右，環(huán)空壓力在2000～3000psi之間，MITCRT活塞固定銷釘將會(huì)剪斷，活塞推動(dòng)內(nèi)樹(shù)帽驅(qū)動(dòng)環(huán)下行，開(kāi)始鎖掛內(nèi)樹(shù)帽。

（13）環(huán)空壓力下降同時(shí)管柱內(nèi)冒出海水，說(shuō)明內(nèi)樹(shù)帽鎖掛到位。

（14）繼續(xù)保持環(huán)空壓力2～3min，保證內(nèi)樹(shù)帽鎖掛到位。

（15）保持下壓5klbs于內(nèi)樹(shù)帽，反轉(zhuǎn)管柱6圈左右（扭矩不大于4000ft·lbs），上提管柱，脫手MITCRT。

（16）如果無(wú)法脫手，繼續(xù)過(guò)提110～130klbs，剪斷應(yīng)急脫手機(jī)構(gòu)拉力銷釘，脫手MITCRT。

（17）關(guān)閉剪切閘板防噴器，打開(kāi)AAV及TCT閥門(mén)，按照防噴器試壓程序?qū)?nèi)樹(shù)帽上部試壓。

（18）通過(guò)TCT及AAV管線，對(duì)內(nèi)樹(shù)帽下部試壓：10000psi×5min。

4 水下采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽的安裝要點(diǎn)分析

4.1 充分的準(zhǔn)備工作

對(duì)內(nèi)樹(shù)帽及安裝工具進(jìn)行嚴(yán)格的檢查、準(zhǔn)備，保證各工具工作正常，固定及剪切銷釘安裝到位，密封圈及密封件安裝到位并完好無(wú)損，試壓符合要求。充分的準(zhǔn)備工作可以有效避免復(fù)雜情況的發(fā)生。

4.2 井口清潔

水下采油樹(shù)設(shè)備較地面采油樹(shù)復(fù)雜，對(duì)設(shè)備之間的配合要求較高，因此配合界面中的鐵銹等雜質(zhì)對(duì)安裝會(huì)造成很大影響，安裝作業(yè)之前，必須保證井眼清潔滿足要求。本氣田實(shí)際作業(yè)中一般沖洗兩次至三次，正是嚴(yán)格保證了井眼清潔，才保證了所有采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽的一次安裝成功。

4.3 下入過(guò)程控制細(xì)節(jié)

由于水下作業(yè)的不可視性，容易因?yàn)檎`判而導(dǎo)致工具提前鎖掛等情況時(shí)有發(fā)生，下送內(nèi)樹(shù)帽過(guò)程中，控制下放速度，過(guò)BOP組等位置時(shí)，打開(kāi)補(bǔ)償器并緩慢通過(guò)，避免遇阻。

下入至采油樹(shù)后，根據(jù)下入深度判斷內(nèi)樹(shù)帽是否到位，然后嚴(yán)格按照施工程序進(jìn)行坐鎖內(nèi)樹(shù)帽作業(yè)，避免復(fù)雜情況的發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

正是由于在該氣田水下采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽安裝作業(yè)中，控制了作業(yè)要點(diǎn)，安裝作業(yè)非常順利。水下采油樹(shù)內(nèi)樹(shù)帽安裝中的要點(diǎn)適用于大部分水下采油樹(shù)設(shè)備的安裝，對(duì)今后的水下采油樹(shù)完井作業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。