油水井帶壓作業(yè)裝置
現(xiàn)代油田均已采用注水方式來提高石油的采收量和采收率，使用注水方式的油井或水井均帶有較高的內(nèi)壓，無法進行傳統(tǒng)修井作業(yè)，一般需要采取壓井或放噴降壓等措施。但壓井會對油層造成污染，而且高壓井的放噴降壓需要排放數(shù)千噸至數(shù)萬噸污水，對周邊環(huán)境造成嚴重污染，同時造成大量減產(chǎn)損失。
帶壓作業(yè)裝備的使用可以免除壓井工藝，不用放噴降壓，作業(yè)全過程都能將井內(nèi)高壓液體密封在井內(nèi)，沒有任何液體外泄，能夠避免人力、能源（包含外泄的石油和天然氣，還有重新注水所需的能源）和水資源的浪費，保護周邊地區(qū)的環(huán)境，具有十分可觀的經(jīng)濟效益。對油氣資源穩(wěn)定、高能的采收，很大限度利用地下油氣資源具有重要的意義。
我單位設(shè)計生產(chǎn)的油水井帶壓作業(yè)裝置完全獨立設(shè)計和生產(chǎn)，具備全部自主知識產(chǎn)權(quán)。
油水井帶壓作業(yè)裝置可以配合修井機或吊車作業(yè)，也可以自配桅桿單獨作業(yè)；較低配置的帶壓作業(yè)裝置還可以選為車載一體式結(jié)構(gòu)、半分體式結(jié)構(gòu)。本機桅桿在框架內(nèi)部安裝，運輸不超寬，每口井無需拆卸或安裝。
獨立式帶壓作業(yè)裝置包含主機、動力站系統(tǒng)、操作臺三大部分以及全部輔件，作業(yè)行程3.8米，通徑186mm，包括所有防噴器在內(nèi)的整機內(nèi)腔承壓能力35MPa，適合完成21MPa以內(nèi)復(fù)雜井況（多封多配，工具串無法有效內(nèi)堵塞）高壓油水井的帶壓作業(yè)。本系列裝備應(yīng)對復(fù)雜井況能力強，使用費用低，作業(yè)效率高；高起下速度35根管/小時，帶壓起下管柱速度和作業(yè)效率國內(nèi)第一。
本系列裝備可以安全可靠地密封液態(tài)介質(zhì)，適合各種復(fù)雜井的帶壓修井作業(yè)、配合壓裂等增產(chǎn)措施作業(yè)、配合欠平衡鉆井作業(yè)；帶壓大修型號還可單獨完成打撈/磨銑/鉆塞等各種旋轉(zhuǎn)作業(yè)項目。
油水井帶壓作業(yè)裝置可以選擇增設(shè)一套環(huán)形防噴器，采用兩級減壓密封方式，能夠大大提高環(huán)形膠芯密封壓力和工作壽命，整機安全工作壓力可以提升至28MPa，且膠芯壽命更長。
高配型油水井帶壓作業(yè)裝置選用密閉式液壓鉗作為特殊功能組件，通過游動旋轉(zhuǎn)卡瓦與密閉式液壓鉗的配合，裝置可以在完全封閉井內(nèi)介質(zhì)壓力的前提下，在裝備承壓內(nèi)腔中卸開指定的管接頭，配合可退式撈矛/撈筒堵塞器，實現(xiàn)不泄壓起出無內(nèi)堵塞的管柱或井下工具作業(yè)，完美解決帶壓作業(yè)的難點：井下工具以下管柱內(nèi)堵塞問題。本型號設(shè)備在完全無泄漏的情況下起出一個沒有內(nèi)堵塞的井下工具或一根空油管的全部操作流程，僅需約3分鐘（其它裝備可能需要數(shù)小時）。
與其它帶壓作業(yè)裝備相比，本機的游動卡瓦和固定卡瓦具有很大優(yōu)勢：①卡瓦全部采用直線軸/直線軸承動作控制方式，可使各牙板運動完全同步，卡緊力度均等，卡緊更準確可靠（進口裝備卡瓦也無法保證這點）；②游動卡瓦和固定卡瓦全部采用雙錐度方錐形卡緊支撐面結(jié)構(gòu)，兼顧了大開度、短行程、自鎖性，且卡緊時支撐面承載壓強和摩擦力更小，安全系數(shù)更大：受力達額定值2.5倍時功能不受損，受力達額定值5倍時結(jié)構(gòu)不破壞；③游動卡瓦和固定卡瓦全部采用雙油缸或四油缸直線推動式結(jié)構(gòu)，動作迅速，卡緊/松開力度更大，在任何狀態(tài)下均可憑自身動力打開，不會出現(xiàn)卡緊后咬死管柱松不開的情況（進口裝備卡瓦經(jīng)常出現(xiàn)這種情況，需要拆卸卡瓦并用大錘砸開才能解鎖）；④可靠性高，除更換牙板外，維修周期超過2年（受結(jié)構(gòu)設(shè)計影響，進口設(shè)備卡瓦或國產(chǎn)仿制進口卡瓦一般1-2個月即須維修，其中牙板翻轉(zhuǎn)軸及鍵易損壞）；⑤本機游動卡瓦為可旋轉(zhuǎn)型號，可根據(jù)用戶要求選擇單向防頂旋轉(zhuǎn)或雙向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時無需拆開液壓管線；⑥卡瓦還可附加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件，能夠配合頂驅(qū)或自主完成各種帶壓旋轉(zhuǎn)修井作業(yè)項目；⑦旋轉(zhuǎn)防頂卡瓦在卡緊后允許有一定上下浮動范圍（一般為55-60mm），可在卡緊管柱時隨管柱旋轉(zhuǎn)并軸向退讓，能夠完成帶壓倒扣、撈矛倒管、倒出無內(nèi)堵塞井下工具等工況。
與其它帶壓作業(yè)裝備相比，本機提供了整體式外框架，方便運輸?shù)耐瑫r對裝備的保護也更完善，井控閘板也固定連接于框架中，減少了作業(yè)前準備工作（熟練的作業(yè)隊伍，單節(jié)主機獨立式帶壓作業(yè)裝置全部安裝準備時間小于3小時，型雙節(jié)主機獨立式帶壓作業(yè)裝置全部安裝準備時間小于4小時），降低了作業(yè)勞動強度。其中下段框架有8只液壓支腳，額定支撐力108/190噸，大支撐面積5440×4120mm，配合隨機配備的多組高/低支座、襯板等輔件，可以在任意地面狀態(tài)下安全穩(wěn)固地支撐整套裝備。本機提供了頂層平臺斜梯、頂層平臺逃生滑梯，并為環(huán)形防噴器、工作閘板防噴器、平衡/卸壓閥都提供了帶全護欄的內(nèi)部工作平臺，提升了作業(yè)、維護的安全性和便利性。
與其它帶壓作業(yè)裝備相比，本機主操作臺設(shè)置為遠程操作臺，操作臺可按井場條件放置在井口裝置的任意方向，易于布置，適應(yīng)性更好；相對于頂層平臺整合式操作臺，遠程操作臺的各種操作/顯示設(shè)施安裝空間更大、布局更合理，司鉆的人身安全也更有保證；同時騰出了頂層平臺工作空間，讓井口操作工的工作更便利安全。這樣的設(shè)置也為以后升級帶壓作業(yè)自動作業(yè)系統(tǒng)留下了空間，增設(shè)自動作業(yè)系統(tǒng)后，取消井口工及拉管工，由機械手和鐵鉆工系統(tǒng)操作上/卸扣及起下管柱作業(yè)，全部人員遠離作業(yè)井口，更進一步的提高作業(yè)安全性。
與其它帶壓作業(yè)裝備相比，本機液壓管線全部安裝于兩組管線槽內(nèi)，易于擺放，連接便利，不用人工搬運液壓管線，大幅提高安裝效率，降低作業(yè)者勞動強度。
本機可以提供三通道防爆視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以幫助司鉆看清遠處及被遮斷位置的工作狀態(tài)，三只防爆攝像頭安裝位置可按用戶要求設(shè)置，三只防爆監(jiān)視器位于主操作臺正面；三個通道互不干擾，可獨立定位；并且每只攝像頭均可遠程調(diào)節(jié)焦距。
本機可以提供防爆氣體安全報警系統(tǒng)，設(shè)置兩組雙通道氣體監(jiān)測點，可在固定卡瓦部位及井場預(yù)設(shè)位置檢測井內(nèi)氣體泄漏情況；每一組探測器包括硫化氫及可燃氣體探頭，探測結(jié)果匯入主機，主機根據(jù)探測結(jié)果分兩級發(fā)出聲光信號報警，提示司鉆即使處理。系統(tǒng)還具有遠程報警點，通過接受主機的無線發(fā)射信號，可在值班房或其它遠程位置報警。系統(tǒng)具有220V供電系統(tǒng)，可在不作業(yè)時（帶壓作業(yè)主機關(guān)機狀態(tài)下）保持報警功能。
本機配備主油缸手動差動/雙向液壓鎖閥組，由手動球閥選擇主油缸差動與正常工作方式（每口井僅需操作兩次），具備雙向平衡閥功能，無任何電器元件，可靠性好、流量大、阻力小，可提高作業(yè)效率20%以上。主油缸大上升速度0.88m/s，下降速度0.51m/s。閥組的雙向鎖功能可將主油缸長時間鎖定在任意位置，確保作業(yè)安全。
本機配備手動卡瓦互鎖控制系統(tǒng)，由手動球閥選擇互鎖-解鎖工作狀態(tài)，無任何電器元件，可靠性好；在選擇互鎖工作狀態(tài)時能夠避免其控制的兩組卡瓦同時打開，可徹底避免竄管或管柱掉井事故。
我單位油水井帶壓作業(yè)裝置目前提供以下幾種型號：
DYJ18-21/35-38X型為低配型，安全性和作業(yè)效率超過加拿大S-9（170K），配備水平和作業(yè)性能參數(shù)與進口設(shè)備大致相當(dāng)。
DYJ18-21/35-38XQ在前述型號的基礎(chǔ)上增加了密閉式液壓鉗，進一步增加了安全性能和作業(yè)效率，以及應(yīng)對復(fù)雜井況的能力。
DYJ18-35/70-38XQ型整機承壓70MPa，作業(yè)能力超過加拿大S-9（225K），配備70MPa型密閉式液壓鉗以及1200kN級別卡瓦。
DYJ18-21/35-38-ZX25G為帶壓大修作業(yè)裝置，帶球形膠芯旋轉(zhuǎn)環(huán)形防噴器、密閉式液壓鉗、25 kN·m主動驅(qū)動型旋轉(zhuǎn)卡瓦，如果配合修井機作業(yè)還可以選配頂驅(qū)。
以下是兩種常見型號油水井帶壓作業(yè)裝置的性能參數(shù)和配置清單。
油水井帶壓作業(yè)裝置主要性能參數(shù)
序號 | 項目內(nèi)容 | DYJ18-21/35-38X | DYJ18-21/35-38XQ | |
1 | 井控安全閘板 | 通徑 | 71/16″（180mm） | 71/16″（180mm） |
2 | 工作壓力 | 35MPa（5000psi） | 35MPa（5000psi） | |
3 | 功能 | 全封、半封、安全卡瓦 | 全封、半封、安全卡瓦 | |
4 | 工作閘板 | 通徑 | 71/16″（180mm） | 71/16″（180mm） |
5 | 工作壓力 | 35MPa（5000psi） | 35MPa（5000psi） | |
6 | 功能 | 全封、半封、滑動密封 | 全封、半封、滑動密封 | |
7 | 密閉 液壓鉗 | 通徑 | — | 71/16″（180mm） |
8 | 工作壓力 | — | 35MPa（5000psi） | |
9 | 卸扣扭矩 | — | 8kN·m | |
10 | 管柱尺寸 | — | 23/8～41/2″ | |
11 | 環(huán)形 防噴器 | 通徑 | 71/16″（180mm） | 71/16″（180mm） |
12 | 工作壓力 | 35MPa（5000psi） | 35MPa（5000psi） | |
13 | 雙主油缸 | 舉升力 | 646kN | 646kN |
14 | 下壓力 | 427kN | 427kN | |
15 | 行程 | 3800mm | 3800mm | |
16 | 4組 錐形卡瓦 | 通徑 | 71/16″（180mm） | 71/16″（180mm） |
17 | 較大載荷 | 900 kN | 900 kN | |
18 | 功能 | 防頂卡瓦可被動旋轉(zhuǎn) | 帶壓倒扣 | |
19 | 工作平臺 面積 | 頂層平臺 | 2.4m×2.8m | 2.4m×2.8m |
20 | 內(nèi)部平臺 | 2.4m×2.4m | 2.4m×2.4m（2層） | |
21 | 外形尺寸 | 機架 | 7.4m×2.4m×2.8m | 8.6m×2.4m×2.8m |
22 | 動力站房 | 8m×2.4m×2.9m | 8m×2.4m×2.9m | |
23 | 動力裝置 | 柴油機 | 康明斯220kw | 康明斯220kw |
油水井帶壓作業(yè)裝置配置清單
序號 | 項目 | DYJ18-21/35-38X | DYJ18-21/35-38XQ |
1 | 提升系統(tǒng) | 液壓伸縮桅桿 | 液壓伸縮桅桿 |
2 | 桅桿操作臺 | 桅桿操作臺 | |
3 | 井控密封系統(tǒng) | 三閘板防噴器 3FZ18-35，底部為旋轉(zhuǎn)法蘭 | 三閘板防噴器 3FZ18-35，底部為旋轉(zhuǎn)法蘭 |
4 | — | 密閉式液壓鉗SXQ-18-35/8-114 | |
5 | — | 雙閘板防噴器FZ18-35（全封/半封） | |
6 | 單閘板防噴器FZ18-35×2套 （滑動密封） | 單閘板防噴器FZ18-35 （滑動密封） | |
7 | 平衡卸壓短接18-35 手動閥、液動閥各兩套 | 平衡卸壓短接18-35 手動閥、液動閥各兩套 | |
8 | 環(huán)形防噴器FH18-35 | 環(huán)形防噴器FH18-35 | |
序號 | 項目 | DYJ18-21/35-38X | DYJ18-21/35-38XQ |
9 | 升降控制系統(tǒng) | 主油缸×2 | 主油缸×2 |
10 | 下橫梁XL100/18-1000D | 下橫梁XL100/18-1000D | |
11 | 中橫梁ZL100-17/18BH | 中橫梁ZL100-17/18BH | |
12 | 游動橫梁DYL100/18-800D1 | 游動橫梁DYL100/18-800D1 | |
13 | 游動舉升卡瓦DJQ18-600B | 游動舉升卡瓦DJQ18-600B | |
14 | 游動防頂旋轉(zhuǎn)卡瓦DYQX18-600 | 游動防頂旋轉(zhuǎn)卡瓦DYQX18-600 | |
15 | 固定防頂卡瓦DGQ18-600B | 固定防頂卡瓦DGQ18-600B | |
16 | 固定承重卡瓦DGQ18-600B | 固定承重卡瓦DGQ18-600B | |
17 | 機架系統(tǒng) | 機架（含兩層平臺及護欄） | 機架（含三層平臺及護欄） |
18 | 液壓支撐調(diào)平系統(tǒng)（含8只液壓支腿） | 液壓支撐調(diào)平系統(tǒng)（含8只液壓支腿） | |
19 | 動力系統(tǒng) | 220KW柴油機 | 220KW柴油機 |
20 | 分動箱F3-500 | 分動箱F3-500 | |
21 | 液壓泵組3臺 | 液壓泵組3臺 | |
22 | 蓄能器組80L×4 | 蓄能器組80L×4 | |
23 | 風(fēng)冷器2AH25120 | 風(fēng)冷器2AH25120 | |
24 | 多機能控制閥組 | 多機能控制閥組 | |
25 | 控制系統(tǒng) | 主控制臺（自由擺放） | 主控制臺（自由擺放） |
26 | 附屬配套裝置 | 控制管線整裝槽2套 | 控制管線整裝槽2套 |
27 | 機架運輸托盤1套 | 機架運輸托盤1套 | |
28 | 專用吊具3套 | 專用吊具3套 | |
29 | 高/低支座、防陷板各8套 | 高/低支座、防陷板各8套 | |
30 | 頂層平臺斜梯1套 | 頂層平臺斜梯1套 | |
31 | — | 三通道防爆監(jiān)控裝置 | |
32 | — | 雙通道硫化氫、可燃氣體探測系統(tǒng) | |
33 | 18/35-18/70變徑短接1件 | 18/35-18/70變徑短接1件 | |
34 | 各種易損件、維修包一套 | 各種易損件、維修包一套 | |
35 | 隨機工具一套 | 隨機工具一套 | |
36 | 安全設(shè)施 | 上工作平臺逃生滑梯 | 上工作平臺逃生滑梯 |
37 | 豎梯防墜器 | 豎梯防墜器 |
獨立式油水井帶壓作業(yè)裝置（高配）
半分體式油水井帶壓作業(yè)裝置（低配）
動力系統(tǒng)及控制在修井機車上，井口裝置獨立。
車載一體式帶壓作業(yè)裝置（低配）
帶壓作業(yè)裝置與動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)全部整合在一臺車上，單車上井作業(yè)。
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