连续油管技术基础
1、什么是连续油管
连续油管(英文Coiled Tubing,简称CT),就是在生产厂家按要求长度制造一种能缠绕在滚筒上的连续合成的油管。油管的外径通常有0.75”-5”,所用钢材屈服强度也从55000Psi至120000Psi。目前投入商业运用的单滚筒能缠绕的油管达9000多米。
2、连续油管设备主要组成部分
1)滚筒:储存和传送连续油管;
2)注入头:为起下连续油管提供动力;
3)操作室:设备操作手在此监测和控制连续油管;
4)动力组:操作连续油管设备所要求的液压动力源;
5)井控装置:连续油管带压作业时的井口安全装置。
3、井控装置
井控装置是连续油管作业的另一关键部分。典型的连续油管井控装置包括防喷器组(BOP)和防喷器上部连接的防喷盒(高压连井续油管作业通常有两个防喷盒和一个备用的BOP)。所有这些装置在现场作业时必须考虑其压力等级和适合的温度范围。
防喷盒装有密封元件,用于隔离井筒内压力系统,通常安装在BOP与注入头之间,防喷盒的密封分动密封和静密封两种。防喷盒装置设计成为侧门式便于连续油管在井内时更换其密封元件。
BOP连接在防喷盒下端,也能用于控制井筒压力,根据连续油管作业要求,BOP通常设计较为特别,包括几对闸板,每一闸板都有其特殊功能。四闸板系统是作业中为普遍的BOP。
4、连续油管作业特点
1)不压井作业
2)不动井内管柱,保护生产油管
3)能完成一些常规方法不能进行的作业
4)替代一些常规作业,效率及作业质量更高
5)节约成本、简单省时、安全可靠、用途广泛
5、连续油管的发展
连续油管应用始于二战期间的1944年,主要是海底铺设管线(PLUTO),向欧洲大陆盟军输送燃油。上个世纪60年代初期,开始在石油工业中应用,主要用途是洗井、清除砂桥等。由于频繁出现机械事故,连续油管濒临夭折。上世纪80年代,技术人员改进了CT焊接技术,完善井口控制系统。连续油管工艺得到推广至今,广泛应用于修井、完井、钻井、测井等。尤其从2014年开始的页岩气开发项目当中,连续油管压裂得到更加广泛的应用。
?三维动画 | 连续油管作业过程
连续油管作业车在国外已经应用了25年,国外许多厂家都在生产此种车型,但是我国生产此种车型的厂家非常少。我国江汉机械研究所、石油大学都对连续油管作业车进行研究过,并取得一定进展,但是受工艺限制仍不能满足市场需求。
在国内连续油管作业车在油田作业中的用途越来越广泛。由于这种车辆的结构比较复杂,自动化程度高,我国大部分作业车都是依赖国外进口。连续油管作业车具有良好应用前景,末来旨在发展国产产品。
连续油管作业车的功能:
连续油管作业车是一种可移动式的液压驱动的连续油管起下、运输设备。它基本的功能是在进行连续油管作业时,向井内起下连续油管柱,作业完后起出连续油管并卷绕在卷筒上以便运输。
强大的作业功能使连续油管作业车能够完成各种复杂的操作,它是替代人工完成下井操作好的工具。连续油管作业车被广泛应用于钻井、采油的各个阶段。冲砂和简单的修井作业是它的拿手绝活,除了这些连续油管作业车还可以完成注水泥、打捞、测井、扩眼、除垢等一系列工作难度比较大事情。
连续油管作业车的结构:
使用功能复杂,结构也比较复杂。其中基本的几个功能装置包括连续油管注入头、连续油管滚筒、动力系统、控制台、井口防喷器组……
一、注入头主要是用于克服油管在有效井筒内的浮力及摩擦力把油管压入井内,在不同井况下控制连续油管的下井速度,悬挂油管和加快从井内起出油管的速度。
二、滚筒是由筒芯和边滚筒由筒芯和边凸缘组成,相应于外径为1英寸和11/4英寸的连续油管,筒芯直径为1.524~1.828米,边凸缘直径为2.743米,可卷绕长度分别为7925和6706米,其他尺寸油管的卷绕能力取决于筒芯直径的大小。
三、液压动力系统是整个车的元首,控制作业机全部元件的动作,所有操作都要靠它来完成。
四、控制台提供工作人员方便操作,控制台上装有全部仪表、开关等,用以监测和控制连续油管作业车所有装置的操作。
编后语:21世纪的今天,国家正在大力提倡用机械化操作取代人工操作。一些人工无法完成的事项,用机械代替操作非常方便。连续油管作业车就是替代人工完成高难度操作的好机械工具。
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