API标准套管头完井失控井喷抢喷装置dd-【新闻】

API标准套管头完井失控井喷抢喷装置

在油田开发过程中，一旦发生失控井喷，需要快速安装井控装置恢复井口控制。1997年研制的HK-3型失控井喷抢喷装置，经过长期的失控井喷抢险应用，取得了良好的经济和社会效益，也填补了国内在这方面的空白。近年来，随着API标准套管头完井工艺逐渐推广，原HK -3型失控井喷抢喷装置已不适用于该类完井工艺的失控井喷抢喷，即利用下卡瓦“生根”于套管短节固定抢喷装置的方式已不能适应目前井口套管头结构，需要进行改进设计一种在API标准套管头完井工艺下的新型失控井喷抢喷装置（简称“新型抢喷装置”，以下同），以达到失控井喷的快速处理。

      (1)由于套管头法兰（见图1）直径尺寸很大，造成了抢喷装置与井口之间的距离增大了许多。原来抢喷装置上、下卡瓦结构也不再适应新的井口结构；

      (2)由于井喷时井口喷出的液体作用力很大，抢喷装置与井口之间距离的增大，造成了抢喷装置各个组成部分的力学性能发生很大变化，需要重新进行设计和严格的力学性能计算和校验；

      (3)原抢喷装置驱动丝杠的行程较小，单丝杠驱动受力不均匀，属于微调装置，无法适应现场新的井口条件；

      (4)上卡瓦带动封井器对准井口后，上、下法兰上螺栓孔眼之间的对中比较困难。

      胜利油团分公司河口采油厂与中国石油大学(华东）经过深入分析及研究，在HK-3型失控井喷抢喷装置的基础上，再次研制出了适用于API标准套管头完井工艺的新型抢喷装置。

     新型抢喷装置在HK-3型失控井喷抢喷装置的基础上主要进行了研制过程中需要解决的关键问题是：新型抢喷装置与井口的连接问题，以必要的强度等力学性能计算和校核等。

      1、井喷抢险装置工作原理

      井喷抢险装置如图2所示。

      其工作原理如下：

      (1)首先将两瓣环行箍上的螺栓孔与套管头法兰上的螺栓孔对中，然后将圆柱形卡瓦及卡瓦螺钉一体从套管头法兰上端面螺栓孔下入，当卡瓦螺钉螺纹端部露出环行箍螺栓孔后拧上连接螺母。螺母旋入过程中圆柱形瓦卡张开，瓦卡牙咬住套管头法兰孔壁，圆柱形瓦卡及卡瓦螺钉固定在套管头法兰孔壁上，以就实现井喷抢险装置与井口的相连接。

      (2)然后将封井器、变径法兰等安装到井喷抢险装置上，使井喷抢险装置绕连接体上的销轴旋转，竖起井喷抢险装置，旋转井喷抢险装置上轴套使封井器、变径法兰与井口对中。

      (3)最后，利用套管头法兰上的剩余螺栓孔，以螺栓连接的方式使套管头法兰与变径法兰相连接。

      2、技术改进、完善的主要内容

      (1)针利用套管头大法兰上的螺栓光孔，研制新的抓卡（“生根”）形式，设计出了具有带牙板卡瓦结构的连接螺栓，以固定抢喷装置，适应API标准套管头完井方式。

      (2)将对中微调机构改进为手轮+丝杠快速调节结构，以适应新的套管头结构给对中微调结构带来的尺寸上的变化。

      (3)对在新的井口条件下的抢喷装置各部分组成的力学状况变化进行深入的分析和研究（特别是对原“轴体”、“上轴套”等），以及相应的力学性能计算和校核，满足现场使用条件的目的。

      (4)将连接法兰座上的管体与法兰设计成分体结构，解决了井口上、下法兰上螺栓孔眼之间对中困难的缺陷。

       3、主要技术指标

      (1)满足井口压力不大于35 MPa的失控井喷抢喷要求。

      (2)封井时间控制在40 min左右。

      (3)滴足封井后压井的需要，具有规范的失控井喷抢险安全操作规程。

      4、主要部件强度校核

      装置整体委托中国石油大学（华东）机电工程学院进行了理论设计和相关强度校核。按在抢喷过程中井筒内喷出的流体给需安装井控设施的上顶力100 kN，设定安全系数3.0。装置整体安装后可以达到安全施工的要求。 

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