油气井抢喷器抢送装置

1中国石油大学（北京）；2中国石化胜利油田分公司

油气井抢喷器抢送装置

杜丙国1；21中国石油大学（北京）；2中国石化胜利油田分公司

针对油气井井喷现场抢喷器难以输送至井口的问题，研制了一种高效抢喷器抢送装置。该装置将油田用抓管机与抢喷器进行一体化设计，以抓管机行走系统作为运输载体，克服了井喷现场井场道路的恶劣环境；以抓管机液压系统为动力源设计升降装置，实现抢喷器安装的上下方位调整。通过现场试验及应用表明，该装置能够将抢喷器快速、方便、准确、安全地输送至井口，实现了快速抢喷，提高了抢喷作业的安全性及时效性，在油田作业现场具有较好的推广前景。

油气井；井喷事故；抢喷器；抢送装置

在油气田开发生产过程中井喷事故时有发生，为了防止井喷及有效控制井喷事故，胜利油田研制并推广应用了HK—3、HK—4型油气井井喷抢喷器，这种新型抢喷器可以快速、有效、安全地控制井喷[1]，是现有油田广泛应用的一种井喷抢险应急工具。

当油气井发生井喷事故时，现场首要任务是将抢喷器输送到井口并快速安装[2]。现有的工艺是先将抢喷器搬运至小推车上，由人力将小推车推至井口，再将抢喷器抬至井口上加以安装。由于发生井喷时，井场、井口环境十分恶劣，人力难以将小推车顺利推至井口目标位置，使抢喷作业无法顺利进行，延误抢喷时机[3]，造成重大经济损失甚至人员伤害事故。因此，研制一种高效抢喷器抢送装置，实现快速抢喷，对油田作业现场井控安全显得尤为重要。

1 装置结构

油气井抢喷器抢送装置主要由连接板、液压缸总成、链条、链轮、轨道支架、调节板、卡箍、支承架、悬臂梁、抢喷器组成，分为动力连接、高度调节及抢喷器三部分。

轨道支架竖向安装在连接板上，液压缸总成下部固定在连接板上。轨道支架上端安装链轮，链条连接在链轮上，链条两端绕过链轮垂向下方。链条的一端与液压缸总成上的活塞连接，另一端与调节板连接。调节板安装在轨道支架上，支承架由卡箍连接在调节板上，悬臂梁安装在支承架上部，抢喷器安装在悬臂梁上。轨道支架与调节板之间安装滚轮，可减轻调节板上、下运动时的摩擦力。抢喷器抢送装置结构见图1。

图1 抢喷器抢送装置结构

2 工作原理

将连接板与机动设备的运动部分连接。机动设备为抓管机，抓管机可以带动该装置前后、左右移动。抓管机给液压缸总成提供液压源，使液压缸总成内的活塞上下行走，通过链条带动调节板、支承架、悬臂梁上下行走。调节抢喷器的高度，使其准确对准井口，将其安装到位，通过操作抢喷器上的控制阀门，使井喷得到控制。

3 技术方案

为解决抢喷器的输送安装问题，在方案设计中主要考虑以下三个方面因素：一是输送设备及动力源的选择；二是抢喷器上下、左右方位及距离的自动调节定位设计；三是抢喷器与输送设备的连接方式设计。

3.1 输送设备及动力源的选择

油气井发生井喷时，井场道路及井口位置会出现油气大量溢出并伴有油水及泥砂。按要求抢喷器需到达井口1～2m甚至更近距离，常规输送设备难以实现。工程施工使用的挖掘机、推土机及油田特殊设备抓管机、地锚机能够克服井场道路问题。基于机械性能及动力源匹配方案设计选择了油田专用抓管机作为输送设备，并利用设备自身配备的液压源提供动力。

3.2 抢喷器定位设计

在施工现场，抢喷器按要求进行上下、左右方位及距离的调节。设计中，大方位距离的调节通过抓管机自身方位调节系统实现；抢喷器生根安装过程中的上、下微调采用链条传动方式的升降装置，升降装置的动力源来自于抓管机液压动力源，液压缸往复运动通过链条传动转换为抢喷器的上下移动。

3.3 抢喷器与输送设备的连接方式设计

抢送装置与抓管机的连接设计了与抓管机前抓配套的固定连接板，确保其连接方便可靠；抢喷器与升降装置的连接设计了扶正板及卡箍式连接以固定抢喷器的轴体。

3.4 技术特点

（1）由抓管机作为动力输送设备将抢送装置送至井口。

（2）抓管机通过自身液控系统对抢喷器进行方位调整。对于不同的井场环境和井口情况，抓管机可以向液压缸总成提供液压源。调整链条传动升降系统完成抢喷器对井口的连接生根。

（3）可快捷、准确、安全地将抢喷器安装到位。

（4）装置的自动化程度高，避免了人直接接触高压液流等危险环境。

4 现场试验

抢喷器抢送装置完成室内制作及性能测试后，在胜利油田ST3—5—20井进行了现场模拟试验。该井为胜利采油厂的1口井控培训试验井，井内剩余油管12根。试验模拟油水从油管及套管闸门卡箍同时喷出，套管闸门刺坏需更换，在井场条件恶劣的条件下试验该输送装置的可行性。试验结果表明，在抢喷现场，8min完成抢送装置与抓管机、HK—4型抢喷器的连接调试；6min抓管机完成井口输送及上下、左右方位调整。4人在15min内用抢喷器完成套管闸门的更换和油管关断。井口只需2人操作完成抢喷器的安装定位。现场试验用29min完成井喷控制，达到了试验的目的。

2013年该装置共在4口井进行了现场应用，取得了较好的效果。

5 结论

抢喷器抢送装置的研制成功，有效地解决了抢喷器现场输送难的问题。该装置设计新颖，结构简单，其连接板与现有的抓管机直接连接，由抓管机将装置抢送至井口。抓管机向液压缸总成提供液压源，可带动调节板上、下行走并可左右调整本装置。抢喷器抢送装置可快捷、准确、安全地将抢喷器安装到位，实现快速抢喷，避免了井喷事故，减少经济损失，具有显著的经济效益和社会效益。

[1]綦耀升，贾玉武．HK_3型油气井井喷抢险装置研制与应用[J]．钻采工艺，1999，22（1）：45-46．

[2]王济国．特殊工况下的抢喷工具及现场应用[J]．内江科技，2012（2）：106．

[3]綦耀升，王刚，牛文杰．API标准套管头完井失控井喷抢喷装置的研制与实验[J]．钻采工艺，2011，34（2）：8-9．

（栏目主持 樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.082