海洋帶壓作業(yè)裝備調研課件

1、鉆井工藝研究所2014年5月海洋帶壓作業(yè)裝備調研主要內容國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀存在問題分析帶壓作業(yè)裝備的發(fā)展趨勢工作建議一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀1、總體介紹-3-定義：帶壓作業(yè)是依靠油管堵塞器與專用井控裝置相配合，在加壓裝置的控制下所進行的不壓井、不放噴起下管柱，實現(xiàn)施工目的的過程。解決兩方面的工藝難題：A、在施工過程中，確保油、套管之間的環(huán)形空間動態(tài)（靜態(tài)）密封及管柱的內部堵塞，實現(xiàn)綠色作業(yè)。B、在起下管柱過程中，能夠克服井內壓力對管柱的上頂力，實現(xiàn)安全施工。一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀2、帶壓作業(yè)的意義-4-常規(guī)作業(yè)技術的主要缺點帶壓技術特點大量排液、污染環(huán)境、費用高：排液泄壓導致大量含油

2、污水從井內流出，存在環(huán)境污染重大隱患。同時，這些污水必須用罐車拉至處理廠處理，造成極高的額外費用。注水井泄壓，地層壓力損失大：排水泄壓會把長時間注水積聚起來的地層能量損失殆盡，甚至導致井底污染，油井難以恢復作業(yè)前產量。作業(yè)全過程時間長，影響正常生產：在一些注水壓力高的井上，為了避免快速泄壓、井內壓力驟降造成套管損壞，只好緩慢泄壓，時間長達數(shù)月。修完井，還需花費極長時間再注水恢復地層壓力。特點：帶壓作業(yè)不需壓井、無需泄壓排液、不需要注入外來液體。優(yōu)勢：能夠保持儲層壓力，減少“躺井”時間，可以有效提高油氣井貢獻率（單位時間單井總產量）。不污染地層，節(jié)約水電費用，節(jié)能減排，減少環(huán)境污染；尤其是注水井

3、，大幅度縮短水井“躺井”時間，更是油氣井增產的有效手段。一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀3、國外技術現(xiàn)狀-5-（1）發(fā)展歷史1928年，北美第一次采用機械式帶壓作業(yè)，使用鋼絲繩和滑輪系統(tǒng)連接到鉆機絞車上提供下力；1960年，第一臺液壓式帶壓作業(yè)設備誕生，提高了安全性；1980年，第一臺車載液壓式帶壓作業(yè)設備在北美出廠，增強了機動性；90年代后，出現(xiàn)了模塊化的撬裝設備，以適應海上作業(yè);2000年后,鉆、修、帶壓作業(yè)一體機出現(xiàn)。原始陸地機械式陸地獨立液壓式車載液壓式海上獨立液壓式一體機設備圖一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀3、國外技術現(xiàn)狀-6-（2）應用范圍及應用情況 應用范圍：在國外，帶壓作業(yè)已廣泛應用于起

4、下管柱作業(yè)；輔助分層壓裂、酸化連續(xù)施工作業(yè)；下入、回收封隔器、橋塞及其他井下工具；帶壓修井；單油管或雙油管完井；沖砂作業(yè)；打撈作業(yè)；磨銑作業(yè)；欠平衡鉆井；帶壓側鉆；帶壓射孔；配合連續(xù)油管；應急搶險。 應用情況：當前，北美地區(qū)氣井普遍采用帶壓作業(yè)技術，設備最高提升力達2669KN，最大下推力達1157KN，最高作業(yè)井壓力可達140MPa。每年帶壓作業(yè)超過5000井次，推廣應用率達到了90%以上（大部分為帶壓完井），為油公司帶來了巨大經(jīng)濟和環(huán)境效益。獨立式輔助式一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀3、國外技術現(xiàn)狀-7-（3）國外主體帶壓作業(yè)裝備技術指標公司型號通徑(mm)沖程(m)最大舉升力( kN)最大下

5、壓力( kN)轉盤扭矩( kNm)最大導管尺寸(mm)Halliburton120K103.23.0520.1267.03.073.0200K179.43.0884.6457.96.5127.0200K279.43.0884.6457.913.5244.5400K279.43.01693.7809.013.5244.5200/400/600K279.43.02578.31280.227.1244.5SnubcoS151793.0133.5101.0S171793.0222.5127.0S181793.0284.8139.7S191793.0356.0152.0S221793.0222.5127

6、.0S231793.0222.5127.0ISS120K103.212.2533.9267.02.7150K179.43.0667.4333.74.7225K279.43.01001.1523.25.4340K279.43.01512.7756.427.1460K346.13.02046.61023.327.1600K346.13.02669.51334.827.1High Arctic獨立式179.43.0533.9311.4輔助式179.43.0533.9267.0HYDRA RIGH RL 120203.2115342674.06H RL142203.2116323164.06H RS

7、150203.23.056672943.8073H RS 225279.43.0510015346.78139.7H RS 340279.43.0515138378.95193.7一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-8-（）國內發(fā)展歷史六十年代曾研制過鋼絲繩式不壓井裝置。70-80年代，國內研制了用于修井的BYXT15型不壓井起下鉆裝置。80年代，國內研制開發(fā)出可用于井口壓力4MPa以下的橇裝式液壓不壓井作業(yè)裝置。2001年，國內研制了第一套具有自主知識產權的全液壓帶壓裝置。一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-9-（）研發(fā)歷程及應用情況油水井帶壓裝置發(fā)展歷程標準型帶壓作業(yè)裝置車載動

8、力源型帶壓作業(yè)裝置仿S-9型帶壓作業(yè)裝置帶壓起下裝置簡易帶壓作業(yè)裝置低矮型帶壓作業(yè)裝置一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-10-（）研發(fā)歷程及應用情況抽油桿帶壓作業(yè)裝置發(fā)展歷程雙液缸無框架、手動控制、無相對運動無液缸、自動控制連續(xù)提取抽油桿伸縮節(jié)油缸、可自動、手動控制、連續(xù)提取抽油桿雙油缸、可自動、手動控制、連續(xù)提取抽油桿一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-11-（）研發(fā)歷程及應用情況其他領域70Mpa壓裂用帶壓作業(yè)氣井帶壓作業(yè)裝置電泵井帶壓作業(yè)裝置一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-12-（）國內致力于帶壓作業(yè)裝備的廠家湖北第四石油機械廠生產的BY-J100不壓井作業(yè)機華北

9、石油榮盛機械制造有限公司生產的DY-12-14帶壓作業(yè)裝置河北省任丘鐵虎石油機械有限公司生產的DYZY18-21/35寶雞石油機械有限責任公司的不壓井作業(yè)機也在設計中托普威爾石油技術服務公司與CUDD公司合作使用S-9型裝備提供不壓井服務阜新馳宇石油機械有限公司的FX. FPZYJ -180 /14防噴作業(yè)機，其CY - 25全自動帶壓作業(yè)機正在設計中江蘇盤錦貴鑫石油機械制造有限公司生產的高壓油水井不壓密封作業(yè)裝置通化市中油機械廠也生產不壓井作業(yè)裝置一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-13-（）國內主體帶壓作業(yè)技術指標生產廠家主要參數(shù)工作壓力（MPa）行程（m）最大提升力（KN）最大下壓

10、力（KN）通徑（mm）液壓系統(tǒng)最大壓力（MPa）四機廠2110.998539-21華北榮盛143.5-3431258-10任丘鐵虎353.3490294-25阜新馳宇142.8120060018020托普威爾353.6660430179-通化中油101.5315200124-一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-14-（4）國內主體帶壓作業(yè)裝備介紹14MPa迷你帶壓作業(yè)裝置BYJ_f18-14/21D一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-15-（4）國內主體帶壓作業(yè)裝備介紹14MPa迷你帶壓作業(yè)裝置BYJ_f18-14/21D特點：低矮型，部件少但功能不少，底部的3FZ18-21三閘板

11、防噴器下腔為封卡閘板、中腔為有耐磨瓦片的半封閘板、上腔為全封閘板；上部的2FZ18-21雙閘板防噴器的上腔為有耐磨瓦片的半封閘板、下腔為卡瓦閘板。所以這兩臺防噴器即包含了TFZ18-35兩臺快速防噴器的功能又有3FZ18-35三閘板安全防噴器和固定卡瓦的功能。技術參數(shù)： 外形尺寸：160016003693；通徑：186mm；額定工作壓力：14MPa；靜密封壓力：21MPa；溫度范圍：T20(-29121)；雙級油缸：總行程3.3米、一級行程：1.5米、二級行程1.8米、 額定上頂力49t、額定下壓力30t；卡瓦最大載荷：15t；一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-16-（4）國內主體帶壓

12、作業(yè)裝備介紹21MPa帶壓作業(yè)裝置BYJ_f18-21/35C 一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-17-（4）國內主體帶壓作業(yè)裝備介紹21MPa帶壓作業(yè)裝置BYJ_f18-21/35C 特點:配置齊全。把下部的TFZ18-35單閘板快速防噴器改為2TFZ18-35雙閘板快速防噴器，上腔配全封閘板、下腔配半封閘板，相當于增加了一臺單閘板防噴器，在作業(yè)過程中，進行二次堵塞或倒工具時需要用全封閘板，以前是單閘板時需要提前把半封閘板換成全封閘板，現(xiàn)在改為雙閘板就不需要中途更換閘板了，可以節(jié)省時間提高作業(yè)效率。技術參數(shù)： 外形尺寸：300031006660； 通徑：186mm； 額定工作壓力：2

13、1MPa； 靜密封壓力：35MPa； 溫度范圍：T20(-29121)； 油缸：行程3.3米、額定上頂力74t、額定下壓力42t； 防頂卡瓦最大防頂載荷：60t； 萬能卡瓦最大載荷：15t；一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-18-（4）國內主體帶壓作業(yè)裝備介紹35MPa帶壓作業(yè)裝置BYJ_f18-35/70F 一、國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀、國內技術現(xiàn)狀-19-（4）國內主體帶壓作業(yè)裝備介紹35MPa帶壓作業(yè)裝置BYJ_f18-35/70F 特點：為了增加安全性這套裝置的配置都是雙套的:底部的雙閘板防噴器配置的是剪切閘板和卡瓦閘板。以備失控時剪斷井內管柱密封井口。上部兩臺FH18-35/7

14、0球形膠芯環(huán)形防噴器、兩臺TFZ18-35/70快速防噴器以及升高短接、四通都是按70MPa承壓能力設計?？ㄍ呦到y(tǒng)配置的是承載能力70t的承重卡瓦和防頂卡瓦，一臺萬能卡瓦是預備井內壓力對油管產生的上頂力與井內油管的重量接近平衡時使用的。技術參數(shù)： 外形尺寸：200020008960； 通徑：186mm； 額定工作壓力：35MPa； 靜密封壓力：70MPa； 溫度范圍：T20(-29121)； 油缸：行程3.3米、額定上頂力97.2t、額定下壓力67.2t； 防頂卡瓦最大防頂載荷：70t； 承重卡瓦最大承重載荷：70t； 萬能卡瓦最大防頂、防掉：15t； 主要內容國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀存在問題分

15、析帶壓作業(yè)裝備的發(fā)展趨勢工作建議二、存在問題分析、與國外帶壓作業(yè)裝備的差距-21-由于國內帶壓作業(yè)推廣較晚，生產廠家對作業(yè)工藝了解不透徹，加上針對帶壓作業(yè)裝備的制造標準和使用規(guī)范不完善，造成現(xiàn)階段國內的帶壓作業(yè)裝置沒有規(guī)范化、系列化、模塊化。國內生產的裝備大多為輔助式（需與修井機或鉆機配套使用），極個別為獨立式。局限于70MPa以下的油水氣井小修，滿足不了大修、超高壓、特殊類型井的帶壓作業(yè)需要。國產液壓元器件質量水平與國外品牌存在一定差距，導致動力控制系統(tǒng)故障率高于國外同類產品。油缸升降速度慢大約1/31/2。密封膠件壽命比國外產品低大約1/2。與帶壓作業(yè)裝備配套使用的井下堵塞工具等可靠性與國

16、外同類產品比有差距。二、存在問題分析、與國內各油田實際需要差距-22-由于裝備沒有規(guī)范化、系列化，油田用戶無法用規(guī)范查詢選擇需要的裝備規(guī)格型號，只能根據(jù)各自油田的具體情況與制造廠協(xié)商設計制造滿足于自身個性化需要的產品，而不是在規(guī)范化的裝備產品中選擇出自己需要的，只需制造廠稍加改動或增減部分輔助裝置等即可滿足自身的個化需要。由于產品沒有規(guī)范化、系列化，為產品本身的性能評價、優(yōu)化設計、技術服務、配件供應等帶來諸多不便。帶壓作業(yè)裝備水平落后于帶壓作業(yè)本身的技術水平。在技術方面，油田完全掌握了從小修到大修、從水井到油井再到氣井的全系列技術，但裝備水平僅能滿足油水氣井小修的需要。超高壓（大于70MPa）

17、井、熱采井、特殊類型帶壓作業(yè)裝備亟待研制開發(fā)。國產裝備在優(yōu)選液壓元器件上要下大功夫，即使加大裝備制造成本，也要保障產品安全可靠性，向國外同類產品看齊。優(yōu)化設計適合于我國國情的“迷你型” （低矮型）帶壓作業(yè)裝備，井口壓力小于8MPa的井均可滿足使用需要。“迷你型”結構簡單、穩(wěn)固性好、配置合理、適用性強、方便使用安全可靠性好。裝備造價低，可大大降低油田用戶裝備購置費用從而降低作業(yè)成本。二、存在問題分析、其他瓶頸問題-23-國內帶壓作業(yè)剛起步，市場不大，生產廠家各自為戰(zhàn)，單個廠家一年最多制造十幾臺帶壓作業(yè)裝備，而且這還是各種型號的累積，各用戶單位也對帶壓作業(yè)裝備有自己的想法，這就造成生產廠家只能是單

18、臺、小批量制造產品，相關可選配套廠家也不多，如分動箱、泵、液壓閥、油缸、特種膠件等（大的名牌配套廠因采購量小往往生產周期很長，小廠家的質量又不行），這些因素大大制約了我國帶壓作業(yè)裝備制造業(yè)的生產水平。生產廠家對作業(yè)工藝、用戶習慣了解不深入，用戶對設備的認知也不夠系統(tǒng)，造成帶壓作業(yè)裝備在設計、生產、使用各個環(huán)節(jié)都存在這樣那樣的問題。例如：用戶對帶壓作業(yè)高空操作臺安裝位置要求不明確，制造廠也拿不出有力證據(jù)說服用戶設計的就是最佳位置，造成操作臺在制造過程中移位三次，加大了制造成本和工期。帶壓作業(yè)裝備一些待解決和研究的問題如下：、膠件質量：球芯、前密封耐磨性需要加強研制，提高使用壽命。、卡瓦牙質量提高

19、。、內堵塞技術提高。、動力源節(jié)能技術的研究。、裝備操作更安全、更可靠、更便捷的研究。主要內容國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀存在問題分析帶壓作業(yè)裝備的發(fā)展趨勢工作建議三、帶壓作業(yè)裝備的發(fā)展趨勢、國外設備發(fā)展動態(tài)跟蹤-25-因為常規(guī)作業(yè)能完成的工作通常都可通過帶壓作業(yè)方式實現(xiàn)。如：起下管柱作業(yè)；輔助分層壓裂、酸化連續(xù)施工作業(yè)；下入、回收封隔器、橋塞及其它井下工具；帶壓修井；沖砂作業(yè)；打撈作業(yè)；磨銑作業(yè)；欠平衡鉆井；帶壓側鉆；帶壓射孔；配合連續(xù)油管；應急搶險等等。將帶壓作業(yè)由區(qū)別于常規(guī)作業(yè)的特殊作業(yè)變成帶壓作業(yè)即為常規(guī)作業(yè)而淘汰現(xiàn)行的常規(guī)作業(yè)是國外追求的目標。因此，一體機是國外的發(fā)展趨勢。它的優(yōu)點是不受井下

20、工具串的限制，可獨立帶壓完成常規(guī)作業(yè)完成的所有工作，占地少，特別適合環(huán)境場地受限制的井位，如海洋平臺。缺點是機動性、靈活性差，安裝周期長。使用一體機意味著淘汰在用的常規(guī)修井機或鉆機，會加大油田的成本負擔。帶壓作業(yè)裝備實現(xiàn)一體機及模塊化、智能化是國外的發(fā)展趨勢目標。在國外，帶壓作業(yè)技術幾乎涵蓋了全部常規(guī)作業(yè)內容，裝備雖未完全實現(xiàn)一體機，但各種輔助式裝備已完全可以滿足各種帶壓作業(yè)的需要，一體機及模塊化智能化的裝備已投入應用。三、帶壓作業(yè)裝備的發(fā)展趨勢、國內設備發(fā)展動態(tài)跟蹤-26-由于我國各油田的現(xiàn)實情況與國外有別，大量的修井機仍完好在用，絕大多數(shù)生產工人尚未普及掌握帶壓作業(yè)技術，現(xiàn)行狀況是依靠少量

21、的專業(yè)隊伍專業(yè)從事帶壓作業(yè)業(yè)務。因此目前在我國暫不適合研制推廣一體機。模塊化國外主要是應用在海洋平臺，各方面成本費用很高，不適合陸地油田。智能化會大大減輕工人的勞動強度，安全性、可靠性均會增加，但要有高素質經(jīng)過專業(yè)培訓的生產工人才能掌握，裝備復雜、造價過高、不易掌握，因此在今后相當長一段時期也不適于普及推廣。我國應根據(jù)現(xiàn)有狀況，帶壓作業(yè)裝備以輔助式為主?，F(xiàn)在急迫需要形成標準規(guī)范，在井下壓力小于8MPa的井推廣“迷你型”帶壓作業(yè)裝備。“迷你型”裝備的最大特點是低矮（3.6米以內），結構簡單，工人易掌握操作，安全性好，可靠性強。裝備造價低，運輸安裝方便快捷，保養(yǎng)維護成本較低?！懊阅阈汀痹谖覈懙赜?/p>

22、田大面積推廣帶壓作業(yè)是上好的選擇。高壓氣井（小于70MPa）的帶壓作業(yè)裝備，國內已推出產品。超高壓（大于70MPa）的帶壓作業(yè)裝備由于用量極少，若油田有需要，可單獨研發(fā)。三、帶壓作業(yè)裝備的發(fā)展趨勢、國內設備發(fā)展動態(tài)跟蹤-27-熱采井帶壓作業(yè)裝備油田需求有一定數(shù)量，現(xiàn)正在研制過程中，很多難題已經(jīng)攻破，有望在2012年推出樣品機。其它特殊類型帶壓作業(yè)，業(yè)務量極少，油田若有需要，可單獨研發(fā)。抽油桿（連續(xù)抽油桿）帶壓作業(yè)裝備也要形成標準規(guī)范。與國外同類裝備相比，油缸升降速度較慢，這與我國各油田大多數(shù)作業(yè)工人沒經(jīng)過專業(yè)技術培訓，不能熟練掌握操作帶壓作業(yè)設備有關，而國外都是經(jīng)過培訓的專業(yè)隊伍人員操作設備。

23、速度慢些影響工作效率，但安全可靠。裝備本身解決這個問題并不難，可實現(xiàn)與國外裝備用同樣的速度。優(yōu)選液壓元器件。進口元器件周期較長，配件更換不宜保障?，F(xiàn)只能在優(yōu)選國內合資企業(yè)的元器上下功夫，盡可能提高裝備的操作可靠性?？捎糜诖笮薜膸鹤鳂I(yè)裝備研發(fā)速度要加快?？赏?012年末或2013年上半年推出樣機。裝備制造廠應自主研發(fā)與裝備配套的多種井下投堵和打撈工具等相關產品，以方便油田用戶使用帶壓作業(yè)裝備時根據(jù)井況不同而進行多樣性選擇。主要內容國內外帶壓作業(yè)裝備現(xiàn)狀存在問題分析帶壓作業(yè)裝備的發(fā)展趨勢工作建議四、工作建議-29-帶壓作業(yè)研制推廣起步較晚，國內現(xiàn)僅局限于70MPa以下的油水氣井小修。國外帶壓作業(yè)已經(jīng)產業(yè)化應用于大修，超高壓井、特殊類型的井，允許最高井口壓力已經(jīng)達140MPa。帶壓設備的研發(fā)推廣