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电缆测调井井口防喷装置的改进

发表时间：2021/6/10 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：张雪菲

[导读] 在注水井测调过程中，目前电缆测试班所使用的防喷装置，在测试井井口配注压力过大时，井内流体会从防喷装置上方溢流或喷出，喷出的液体不仅会造成环境污染，还严重影响正常操作及注水井测调成功率，给清洁生产及测试工作量的完成带来很大困扰。

江苏油田油服中心张雪菲

摘要：在注水井测调过程中，目前电缆测试班所使用的防喷装置，在测试井井口配注压力过大时，井内流体会从防喷装置上方溢流或喷出，喷出的液体不仅会造成环境污染，还严重影响正常操作及注水井测调成功率，给清洁生产及测试工作量的完成带来很大困扰。本文通过对原有的防喷装置进行分析，改进防喷装置的内部结构，从而达到抑制井内流体溢出，提高测调成功率，减少井场污染情况的发生。
关键词：防喷装置；高压井；防溢流；减少污染；提高成功率
        1现状调查
        在注水井分层测试时，电缆测调班所使用的液压防喷装置通过液压举升避免了人工攀爬防喷管，降低测试劳动强度，提高了安全系数。但是在测试过程中，我们发现井口压力大时，井筒内的流体会通过防喷堵头溢流或渗出，这时如果通过打压压紧盘根，确实会有效控制溢流，但与此同时盘根孔也会变得更小，盘根和电缆之间的摩擦阻力会加大，就会造成测试工具无法正常上提或下放，影响测调工作的及时完成。
        经过现场调查，我们得知，当注水井井口压力低于15Mpa时，原有的井口密封装置可以保持不渗不漏，因此，我们对2019年采油一厂井口压力低于15MPa全部分注井进行了统计，如表1。

        经统计，2019年采油一厂可调分注井的计划工作量共178口井，其中井口压力在15MPa以内的分注井有58口，仅占总井数的32.6%。有67.4%的注水井，因压力高于15Mpa，在测调时会发生井口渗漏或溢流，给安全测试和井场环境带来困扰。
        2原因分析
        通过对现场测试情况及原有防喷装置结构原理的分析，我们从现场操作、防喷管内部组成、密封原理等多方面查找防喷装置渗漏的原因，最终确认两个主要原因。
        2.1单溢流引流效果差
        目前电缆测调井口防喷原理是靠外接加压泵对单极活塞进行加压控制溢流量，当井筒流体压力小于加压泵控制压力时，流体随电缆周围缝隙进入设计好的单溢流口，从而被引流管收集到污油桶内。而当井筒内流体压力大于加压泵控制压力时，单溢流引流不能有效缓放高压流体喷出力量，导致流体从顶端防喷头处溢流或喷出，所以单溢流设计存在缺陷、引流效果差，是造成电缆测调井口防喷装置渗漏的主要原因。
        2.2单级盘根密封效果差
        目前所使用的单溢流防喷堵头只有一组密封盘根，当井筒内压力大于溢流口引流压力时，高压流体没有泄压通道，只能作用于顶端的这一组密封盘根处，密封盘根最终被高压流体穿过，导致防喷堵头刺漏。因此密封方式的单一性，也是导致高压注水井井口防喷装置渗漏的另一个主要原因。
        3制定对策
        3.1通过防喷管对井口高压进行降压
        根据上述分析，我们在电缆头内部设计了阻流管，并且在电缆头原本的溢流口下方又增设了一个溢流口，井内的高压流体通过第一个密封活塞时先从下层溢流口排出一部分，以达到降压目的，剩余的高压流体继续向上流动时会经过设计的环形阻流管，电缆穿过防喷头时会与阻流管之间产生一定的缝隙，进入防喷头的高压流体会被这个环形缝隙再次降压，最终达到降压、防喷的目的。
        3.2增加密封设备
        针对原防喷堵头单一的密封方法，将单级盘根密封改为两级活塞密封，通过两级活塞、挤压密封和管道阻流密封的三方配合密封方式，大大提高了防喷装置的密封性。8月份在对防喷装置改进后，经过5口高压井测试，当压力高达20Mpa时，井口不渗不漏，取得预期效果。

        4现场应用情况
        本次课题旨在提高电缆测调井防喷装置的密封性，保障测试过程中堵头无渗漏达到清洁生产的要求。通过对溢流流道的改进，使得井筒内高压流体按设计的两个溢流通道进入污水收集桶并定期回归污水回收站，避免了井场及环境污染。通过密封方式的改进，由单级密封改进为两级密封并设置阻流管，从安全环保、节本增效及提高测调成功率等多方面解决现场问题。
        在8月至11月份的测试工作中，通过使用改进后的井口防喷装置，成功测调40井次，回收污水28m3，无渗漏井占比从32.6%上升到72.7%。
        5效益经济分析
        5.1降本增效，提高测试成功率
        通过电缆测调井井口防喷装置的改进，减少了一井多干的情况，降低了测试成本，班组测试效率大大提高。防喷装置改进后，我们计划对55口高压井进行测试，完成了40口井的测试并且无渗漏，其中10口井是原本单溢流堵头无法完成的任务，经济创收达到10×16940=169400元。
        5.2安全环保，降低井场污染
        通过对防喷装置的改进，测试堵头无渗漏占比显著提高，不渗不漏井占比从改进前的32.6%提高到72.7%，大大降低了井场污染的风险，减少了班组测试存在的安全隐患，达到了全能全环保和清洁生产的相关要求。
        6总结
        本次活动通过对原有防喷装置的内部结构进行改造，从密封和降压两个方面做突破，最终达到抑制井内流体溢出，在保障施工安全和井场无污染的同时，也提高了测试成功率。