環空測試工藝優化研究

王洪軍 張學山 崔體林 孫秋平 王肇暉

摘 要：在抽油機井環空測試過程中，受井下管柱及測試工藝等因素的影響，存在測試儀器下放速度緩慢，容易遇阻、遇卡和纏繞油管現象，環空測試短節無法適用所有抽油機井，特別是帶壓環空測試過程中，環空防噴管不易固定，容易跟隨鋼絲來回移動，存在安全隱患。針對環空測試工藝中存在的問題，通過改進配重材質及規格，選擇最佳儀器串連接方式，總結現場施工經驗，設計防噴管固定支架等優化方案研究，提高環空測試效率，提供可靠錄取資料，確保施工安全。

關鍵詞：抽油機;環空測試;防噴管固定;測試短節

1 目前環空測試工藝存在的問題

1.1 環空測試短節無法適用所有環空井

每口環空井井口結構、尺寸都不相同，存在測試短節安裝后，井口滑輪底座與采油樹貼緊無間隙，不能正常調整滑輪方向，導致井口滑輪、采油樹和絞車不能實現三點一線，儀器起下過程中測試鋼絲偏磨滑輪對安全施工帶來隱患。另外有的井口安裝后盤根壓帽與采油樹距離近，抽油機驢頭運行到下死點時，懸繩器與滑輪距離近，易磕碰滑輪和鋼絲造成安全隱患，影響操作人員安裝防噴堵頭和調節盤根壓帽;

1.2 環空測試下深淺且鋼絲易纏繞井口

在環空測試中，由于下井儀器質量太小，無力將鋼絲拉直，在下井過程中由于鋼絲本身扭力的作用，常使下井儀器落入“月牙形”空間截面的尖部而被卡死形成假性纏繞，另外，繩帽側開口槽部位尺寸較大，儀器在起下過程中內部的繩結易竄出繩帽外部造成硬卡現象。

1.3 可傾斜式防噴管存在隱患

在環空測試帶壓施工中，防噴管作為壓力的緩沖區和儀器通過井口的過渡區，在施工中起到非常重要的作用。可傾斜式環空測試防噴管，雖然在施工中能夠避免抽油機懸繩器與防噴管的碰撞，但是由于防噴管與短節球頭連接部位較薄弱，當儀器下入深度較大時防噴管上受到的作用力就會全部作用在防噴管與短節球頭之間的連接部位上，尤其是在儀器下到油層中部停點測試時極易造成短節的球頭部位拉脫。

1.4 環空防噴管沒有固定支架存在隱患

常規帶壓環空測試工藝施工中，當儀器下過井口BOP后，操作人員首先關閉BOP，然后將防噴裝置拆卸下來擺放在測試車輛與井口之間的地面上，再按照正常測試工藝進行環空測試，儀器在下井和上起過程中鋼絲會拖著防噴管前后移動，不僅對現場人員造成傷害，更會造成撞擊井口滑輪和絞車計量輪的現象發生，導致測試鋼絲拉斷發生儀器落井事故。由于防噴管擺放在地面，造成絞車、防噴管和井口滑輪不能實現“三點一線”，鋼絲在起下過程中會嚴重磨損防噴管的內壁，造成防噴管承壓下降，導致環境污染事故的發生。

2 環空測試工藝優化措施

2.1 制作了不同規格井口測試短節

改進后的測試短節在主體上增加了工具操作開口槽，使得現場安裝、拆卸操作更加方便快捷;縮小了外徑尺寸，使得安裝后的間隙滿足了現場施工要求，滑輪安裝后能夠自由轉動，操作人員可以根據施工需要隨時調整滑輪的方向，確保了施工安全;短節上連接體與BOP扣型相匹配，滿足了帶壓井環空測試配套防噴裝置的配套使用。

2.2 優化井下儀器串組裝方式

通過對常規儀器繩帽的外部結構進行了改進，避免整體出現臺階結構，確保儀器串整體表面光滑，減少了與井下管柱接箍部位的碰撞;儀器配重優選與儀器直徑相同的鎢鋼加重，在減小儀器串整體長度的同時有效地增加儀器串整體質量，克服鋼絲的扭力始終確保鋼絲處于繃直狀態;另外儀器串的底錐的錐度應略大于油管接箍的倒角的2倍為好，確保下井儀器與油管接箍碰撞時產生向外的分力，避免儀器發生硬卡;使用性能完好的舊鋼絲進行環空測試，避免了新鋼絲在儀器起下過程中發生扭力釋放現象，極大程度上避免了纏繞油管柱的現象發生。

2.3 改進和完善了環空測試防噴管及BOP配套設施

通過將可傾斜式防噴管改進為可拆卸式防噴管，避免了短節球頭拉脫現象的發生;配備完善了配套的井口BOP，并根據測試鋼絲直徑更換了相適應的閘板膠芯，滿足了安全生產和環保測試要求;制作了測試短節固定裝置，通過固定裝置減小鋼絲在短節上的作用力，避免短節被拉脫的現象發生，確保了生產安全。

2.4 研制出環空測試防噴管固定支架

結合現場實際問題，加工制作了環空測試防噴管專用固定支架，固定支架結構主要由架托、萬向頭、調節輪桿體、推力球軸承、旋轉頭、升降螺桿、調節套及固定支架等組成。施工前將各部件組裝好，施工時將拆卸下來的防噴管固定在架托上，通過升降螺桿與調節套的配合來調整防噴管高度，通過旋轉頭和推力球軸承的配合來實現防噴管的左右上下擺動，達到安全施工的目的。

2.5 研制了抽油機安全操作梯

針對抽油機井環空測試過程中的高空作業問題，研制加工了操作梯裝置，在需要調整防噴管、天滑輪和盤根等操作時，操作人員可以通過固定筋板、防脫銷等裝置將操作梯快捷地安裝在抽油桿柱上，消除了高空作業存在的安全隱患。

3 環空測試工藝優化現場應用情況

3.1 環空測試井數據對比情況

環空測試工藝優化改進后，分別在大港油田采油二廠和采油六廠的3個開發區塊的11口抽油機環空井上進行了流壓、靜壓和恢復壓力測試實驗，儀器下深滿足了測試設計需求。

3.2 帶壓環空測試工藝施工情況

一年來，通過160余井次的現場環空測試實驗，解決了常規環空測試普遍存在的安全隱患，單井測試施工效率提高了40%，安全環保生產得到了保障。

4 經濟與社會效益分析

4.1 經濟效益分析

①井口測試短節的改進，滿足了不同測試井口的安裝需要，節約了成本;②井口防噴管固定裝置，避免了鋼絲對防噴管內壁磨損，確保設備耐壓強度，延長了設備使用周期，避免環境污染，消除安全隱患，節約成本;③開展了環空測試工藝優化研究滿足了當前環空測試施工需要，合理安排組織生產，減少重復施工。

4.2 社會效益分析

①環空測試防噴管的改進，使得環空帶壓測試施工更加安全，減少污染;②井下儀器串優選組合方式，減少井下纏繞概率，提高施工效率;③規范了環空測試現場工藝流程，提高測試成功率;④確保儀器順利下到測試井油層中部，準確錄取地層參數，正確反映地層的壓力狀況，提高資料的可信度。

5 結論

抽油機井環空測試現場遇到的問題較多，通過對環空測試工藝優化的研究，一定程度上解決了測試短節、儀器下深及鋼絲纏繞等問題，形成了一套完整的帶壓環空測試工藝操作流程，大大提高了施工效率，保障了施工安全，確保了資料可靠性，達到了提質增效的目的。

參考文獻：

[1]盛富國.環空測井技術及其測試工藝流程[J].國外油田工程，2007（04）.

[2]張天志.抽油機井環空測試儀器現場解卡方法[J].油氣井測試，2004（02）.