整理第十章连续油管技术.docx
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整理第十章连续油管技术
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
15K
30K
80K
STANDARD
DVN
油管尺寸,in
1
1
1.25,2.25
1.50,2.75
2.00,3.50
1.25,2.25
1.50,2.75
2.00,3.50
上提、下放拉力
(连续),lb
(间断),lb
19300
24000
30260
71600
85600
73200
85366
压力系数,lb/psi
7.72
低速12.104
高速30.260
14.32
24.4
最大速度,ft/min
低速112
高速224
188
93.5,168
速率,ft/min
193
1
0.56
油管在注入头内长度,in
20
30.42
32.25
32.25
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)
3.5
4.5
22
9.5
50
27.2
12.88
5.0
27.2
12.88
重量,lb
4200(含导向装置)
5500(含导向装置)
16000(含导向装置)
14000
16000(含导向装置)
14000
设备尺寸,in
42.75×42.75×136.5
50×50×196
75×181×262
75×76×145
75×181×262
75×76×145
导向半径,in
48
72
96
96
马达类型
DOUBLEVANE
DOUBLEVANE
DOUBLEVANE
DOUBLEVANE
马达顶替量,ft3
9.5
19
7.25
13
传动比
21.48
21.48
50.47
50.47
链轮直径,in
6.803
8.42
12.025
12.025
(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
TEXASOILTOOLS
FOLEY
尺寸,in
类型
标准
标准
服务
H2S1DNV&
ARTIC
H2S1DNV&
ARTIC
H2S1DNV&
ARTIC
H2S1DNV&
ARTIC
H2S1DNV&
ARTIC
H2S1DNV&
ARTIC
H2S1DNV&
ARTIC
下部扣型,in
5.4ACME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,psi
10000
10000
10000
10000
10000
10000
5000或10000
液压密封容积
in3
3.5
3.5
3.5
3.5
565
565
3.5
回压容积,in3
4.0
4.0
4.0
4.0
156
156
4.0
液压密封压力
psi
5000
5000
5000
5000
5000
5000
5000
回压,psi
5000
5000
5000
5000
5000
5000
重量,lb
300
300
450
450
1100
1200
250
硫化氢,oF
-20~250
-20~250
-20~250
-20~250
-20~250
-20~250
-20~250
DNV,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
-32~121
ARTIC,oF
-50~200
-50~200
-50~200
-50~200
-50~200
-50~200
2.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
TEXASOILT00LS
FOLEY
类型
QUAD
QUAD
QUAD
闸板型
盲板、密封型
全能型
QUAD
尺寸,in
服务
硫化氢
工作压力,psi
10000
10000
10000
10000
10000
10000
5000(10000)
关断客量,gal
0.136
0.136
0.641
1.1
1.1
1.1
0.19
关断防喷器
及助推器量,gal
0.528
0.528
0.641
3.16
3.16
3.16
关断压力比
9:
l
9:
l
13:
l
13:
l
13:
l
13:
l
7.9:
l
关断防喷器
及助推器比
21.2:
1
21.2:
1
44.8:
1
44.8:
1
开启容量,gal
0.121
0.121
0.544
0.931
0.931
0.931
0.19
正常开启压力,psi
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
最大开启压力,psi
5000
5000
5000
2000
2000
2000
5000
重量.1b
1300
1600
4000
900
900
1800
980
硫化氢℉
-20F~250F
-20F~250F
-20F~250F
-20F~250F
-20F~250F
-20F~250F
-20F~250F
DNV,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~250F
ARTIC℉
-50F~200F
-50F~200F
-50F~200F
-50F~200F
-50F~200F
-50F~200F
-50F~200F
上部接头,in
5.4ACME
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,in
-10M
-10M
-10M
4.06BX-
155法兰
4.06BX-
155法兰
4.06BX-
155法兰
-5M
-10M
法兰侧面出口,in
2BX-152法兰
2BX-152法兰
2BX-152法兰
不选用
不选用
2BX-152法兰
-5M
-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-53T
6-71
最大功率hp
233
175
转速RPM
2600
1800
液压泵排量,gal/min
A泵
在2500psi时为38
在2500psi时为38
B泵
在2300psi时为32
在2300psi时为32
C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/min
29
29
液压油箱容积,gal
160
160
柴油箱容积,gal
25
25
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
996.16074
996.16076
996.15871
997.02400
997.02104
99702407
997.02102
996.16786
重量(空),lb
5500
7000
9600
7800
8500
9900
9000
14000
高,in
118.75
118.75
118.75
129.52
98
138.75
142
154
宽,in
94
94
98.38
93.88
96
95.5
21
102
长,in
128.75
128.75
149.25
139.75
126
139.75
173
168
直径,in
72
72
72
80
72
80
84
84
法兰直径,in
118
118
118
128
104
138
142
144
滚筒直径,in
54.13
54.13
54.13
54.13
79
54.13
板5
76
材料
钢
钢
钢
钢
钢
钢
钢
钢
油管外径,in
1.25
1.25
1.25
1.5
1.25;1.5
1.5
1.25;2.375
1.25;2.375
产品部件号
996.16074
996.16076
996.15871
997.02400
997.02104
99702407
997.02102
996.16786
滚筒容载,ft
17500
17500
17500
15000
15000
(1.25)
8000
(1.50)
1800
17350
(1.75)
12500
(2.375)
工作压力,psi
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
5000
服务类型
硫化氢
硫化氢
硫化氢
硫化氢
硫化氢
硫化氢
硫化氢
硫化氢
校向器①
996.15830
996.15830
996.15830
996.15830
996.15830
996.15830
498.56001
70.40292
液压驱动装置①
996.15847
996.15847
996.15848
996.15847
997.21007
996.15847
278.99782
70.40263
保护架①
997.07407
997.07407
997.07407
997.07407
997.07407
1对应栏中的数字(如996.15830)为产品部件号
5.操作间
连续油管的操作间可通过液压控制而升降,坐在操作间内就可以看到连续油管的运动状况和井口的情况。
操作间内的仪表盘上安装了各式的控制阀和仪表。
油管滚筒和注入头由双向开关来控制其传输的方向,速度的变化由调压阀控制,其压力显示在仪表盘上的两只压力表上。
同样,油管排放器的马达、柴油机的油门、柴油机的紧急关断、井口压力表、油管悬重仪、防喷器等装置的控制开关也都在操作间的仪表盘上。
为防止操作失误而造成事故,防喷器开关上装有保护板以保证安全。
另外在操作间还有备用的手压泵,以便在液压系统失效时,控制注入头和防喷盒,以及在储能器失效时用于防喷器紧急关断。
二、连续油管
1.连续油管规格
表10-1-6~表10-1-11分别为QT一700、QT一800、cymax80、cymaxl00连续油管的技术数据,图10-1-9为连续油管拉伸量与油管长度关系图。
表10-1-6QT-700连续油管数据①
管子尺寸
mm
重量kg/m
负荷容量
kg
压力容量
mm2
扭矩
N·m
内
容
积L/m
外
容
积L/m
外径
min
壁厚
min
壁厚
min
内径
min
屈服
min
极限
min
屈服min
试验80%
破裂min
挤毁min
屈服
极限
25.40
25.40
25.4025.40
25.40
2.03
2.21
2.41
2.59
2.77
1.91
2.08
2.29
5.46
2.64
21.34
20.98
20.57
20.22
19.86
1.171
1.264
1.368
1.457
1.545
7345
7925
8580
9140
9690
8390
9060
9805
10450
11075
72
79
86
93
100
57
62
68
74
79
91
100
111
120
129
71
76
82
88
93
390
415
442
465
485
520
553
590
620
648
0.358
0.346
0.332
0.321
0.310
0.507
0.507
0.507
0.507
0.507
31.75
31.75
31.75
31.75
31.75
31.75
31.75
31.75
2.03
2.21
2.41
2.59
2.77
3.17
3.40
3.96
1.91
2.08
2.29
2.46
2.64
3.05
3.28
3.84
27.69
27.33
26.9226.57
26.21
25.40
24.94
23.83
1.489
1.610
1.746
1.863
1.978
2.237
2.379
2.715
9340
10100
10950
11690
12416
14035
14925
17035
10675
11540
12515
13355
14185
16404
17060
17470
57
63
69
74
80
92
99
116
46
50
55
59
64
73
79
93
72
79
87
94
102
119
128
152
52
60
67
72
76
86
92
105
640
684
732
773
812
895
939
1036
853
912
976
1031
1083
1194
1252
1381
0.602
0.587
0.569
0.554
0.540
0.507
0.489
0.446
0.792
0.792
0.792
0.792
0.792
0.792
0.792
0.792
38.10
38.10
38.10
38.10
38.10
38.10
2.41
2.59
2.77
3.17
3.40
3.96
2.29
2.46
2.64
3.05
3.28
3.84
33.27
32.92
32.56
31.75
31.29
30.18
2.123
2.268
2.412
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