液压修井装置在海上采油平台的应用

于 洋，王 玉，宁永庚

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津300457)

渤海某油田现役油水井槽 70口，现役油水井71口，油气井51口(其中包括单桶双井1口，注入井20口)。该油田分A井区和B井区，分别于2005年和2009年投产，配备一台模块钻机，基本参数见表1。

表1 模块钻机修井设备基本参数Tab.1 Basic parameters of well repair equipment for modular drilling rigs

由于采出油品性质为重质稠油携砂能力强，且在油田建设初期为缩短施工进度尽早完井产油，绝大多数油井完井方式为快速完井，加之投产时间较长，导致部分油井井底防砂存在缺陷，致使油井潜油电泵故障频发，管柱漏失情况严重。该油田油水井作业量巨大，钻机模块常年处于作业状态。为提升作业效率尽早恢复故障井产能，故引进液压修井装置，实现双井区同时修井作业。

1 液压修井装置简介

1.1 设备组成

液压修井装置包括 13个主要设备，其尺寸、重量及作用见表2。

表2 主要设备，其尺寸、重量及作用Tab.2 Major equipment，size，weight and role

1.2 液压装置的应用范围

更换井下管柱；起下潜油电泵；复杂情况处理；油管传输射孔-TCP；下尾管和筛管；套铣封隔器、锻铣套管、钻水泥塞等；套管修补；轻型钻井、侧钻；弃井作业；完井、再完井。

1.3 液压修井装置优势概述

液压修井装置相对于传统模块钻机或修井机在动管柱修井作业应用中具有一定的优势，不但机动性能好，起用单根速度快，而且提升能力高，操作简便，修井费用低。见表3和图1。

表3 液压修井装置优势Tab.3 Advantages of hydraulic workover unit

图1 液压修井装置时效对比图Fig.1 Comparison of time limit of hydraulic workover unit

通过对比得出：液压修井机提升能力较常规修井机优势显著，光油管起下钻速度较修井机更快，带电缆情况下受收放电缆及打保护器影响，常规修井机与液压修井机速度无明显差距。

2 液压修井装置的安装和应用

2.1 设备安装就位

该设备安装就位方式可分为两种：①导轨可滑移形式，优点是修井机可在导轨上移动；②套管头承载形式，优点是不对平台施加额外重量。

因国内现有液压装置设备底座与油田滑轨不匹配，且本次利用液压装置修井为试验性项目，评估设备适用情况，故本次选择使用套管头承载形式安装液压修井机。若本次试验成功，评估该设备适用程度强，则再适用该设备进行批量修井时，需要重新加工底座，使用导轨可滑移形式安装液压修井机，以减少吊装作业及设备重复拆装，提高修井时效。

2.2 横向抗风措施

由于海上风力作用，该设备在作业期间受风力影响较大，且该设备安装就绪后距顶层甲板高度约18m。设备安装就位及作业期间必须考虑风力引起的横向作用力对设备的影响。作业现场采用 4条钢丝绳于设备底座四角牵引，另一端固定于甲板或模块钻机导轨上，以起到抗风固定设备作用。

2.3 钢丝绳应力计算

根据陆地油田设备使用经验，设定5种工况下的设备载荷见表4；分别计算这5种工况下4条钢丝绳承受的轴向应力见表5。极端工况下，钢丝绳所受最大轴向载荷为220kN以上。规格18mm钢丝绳考虑安全系数后能承受的轴向载荷为 230kN。计算抗风载荷是以海面风速45.1m/s为假设条件。初步判断钢丝绳及设备满足抗风载荷要求。

表4 5种不同工况下的设备载荷情况Tab.4 Load of equipment under 5 different working conditions

表5 根据不同工况计算所得钢丝绳所得应力值Tab.5 Stress value of wire rope calculated according to different working conditions

2.4 液压修井装置组装顺序

按照修井设备组装顺序从下至上依次为：20英寸防喷立管、液压防喷器组、底座、液压缸系统、工作篮、桅杆、油管钳架(图2)。

2.5 作业时效

采用液压修井装置对油田两口注水井进行管柱更换作业，达到该类型井的额定作业时效，满足工艺设计要求，作业效果符合设计要求(表6)。

表6 作业时效统计表Tab.6 Statistical table of operation time

图2 液压修井装置装配图Fig.2 Assembly diagram of hydraulic workover unit

2.6 辅助设施

2.6.1 起重吊车

液压修井装置是可拆卸装置，各个所属设备尺寸重量见上文。该设备组装拆卸过程必须利用起重吊车辅助安装，故应充分考虑在起重吊车吊臂覆盖作业半径内，其载荷能力必须满足其设备最大重量。

2.6.2 供电系统

液压修井装置配备柴油发电机组和配电系统，可自主满足其所需设备动力需求。油田平台配电系统具备380V和220V供电能力，在特定情况下满足其设备接入油田平台供电即可。

2.6.3 供水系统

修井期间需要配置压井液，油田平台完全满足其用水需求。

2.6.4 作业甲板空间

由于液压修井装置为非固定平台设备，作业期间需要摆放大量辅助设备，要求甲板空间必须满足设备设施摆放。平台甲板空间为：180m2(A区)+345m2(AB区之间)+180m2(B区)，满足此次作业需求。

3 结 论

这是该装置在渤海油田现场的首次实际应用，开创了全新的“小麻雀”修井作业模式，有望大幅降低油田开发生产成本。液压修井装置作为油田开发的一种新型机具，区别于常规的修井机及钻井船，具有体积小、拆装灵活、运输方便、反应速度快等优势。本次作业的成功，充分验证了液压装置的可靠性与适用性，标志着在修井机和钻井船这一传统修井模式的基础上，开创了崭新的修井模式，大幅降低修井成本，提高了躺井恢复时效。