防井喷装置的应用

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摘要：由于油井的多周期蒸汽吞吐和新井的不断投产开发，在完善注汽井网的同时，井网逐渐加密，油井在开发过程中平面矛盾比较突出，油井发生汽窜的现象十分严重，虽然采取了高温调剖、选注选采等措施，但汽窜现象还时有发生。生产油井一旦发生汽窜，汽窜压力可达12Mpa左右，如果不及时采取相应的措施，极易造成井喷污染事故和安全事故，存在着巨大的不安全隐患。为了能够提高油井的防喷效果，提高油井生产时率，将盘根盒的压帽改造成卡箍头的形式，当油井发生汽窜时，下放光杆与固定在光杆上的卡箍头配合，用卡瓦连接上下卡箍头，形成硬连接硬密封，提高了油井耐高温高压的能力，有效的防止井喷；同时也规避了因安装防喷管存在的摔伤、砸伤或烫伤等不安全隐患，操作简便，安全可靠。

关键词：高温高压；硬连接；硬密封；安全承压

1、防喷措施的应用现状

油井在正常生产时，极易发生盘根跑油现象，一旦发生汽窜，产生高温高压，造成从盘根处的井喷污染事故，为了能够防止井喷，经常采取以下三种防范措施。

1.1根据地质提出的汽窜预警井号，在对应的生产油井上采取相应的防窜措施，安装高质量光杆密封器和高材质盘根（FM25-158型—大头盘根）；此种光杆密封器适合于超稠油井，在油井正常生产的情况下，有较好的密封作用，能起到一定的防喷作用。但是在油井发生汽窜后产生高温高压下，盘根在使用过程中磨损程度大，盘根消耗速度快，易发生井喷污染事故。

1.2油井发生汽窜后，在温度和压力不高的情况下，一般采取下放光杆到底坐泵，井口打卡子以防止井喷时抽油杆上顶，关闭光杆密封器的胶皮闸门。

1.3遇有紧急情况时，则在采取以上措施的前提下，井口临时安装防喷管，防止汽窜井喷。这种方法存在着防喷管安装困难，不易操作，操作时间长等弊端。另外还存在着重大的安全事故隐患，易发生摔伤、烫伤等事故。

2、防汽窜井喷装置的研制

根据井口及光杆密封器的工作原理，总结了油井发生跑油井喷的经验和教训，研制出一种既能有效密封又能防喷止喷的装置，加工制作光滑耐磨光杆，减少光杆对盘根的磨损程度，实现持久密封；另外，为了有效防止油流从盘根喷出造成污染，研制盘根盒压帽与防喷装置的硬连接，实现高压防喷。将防喷装置制作成一副卡箍头，下卡箍关做为盘根盒的压帽，上卡箍头在油井生产时当做油井的备卡使用，当油井发生汽窜时，上下卡瓦闭合，实现硬连接、硬密封，尽而达到高效密封防喷。既能防止油井工作时的汽窜井喷现象，也能达到光杆与井口密封器耐磨的效果，从而达到井口防喷、安全高效、耐磨损、减少环境污染的目的。

2.1结构组成：

改造后的光杆密封器（其中下卡箍头代替盘根压帽）、上卡箍头、卡瓦一副（其中丝扣连接卡瓦备用）、高效光滑耐磨光杆。

2.2工作原理：

将盘根盒压冒改造成卡箍头的形式，将上卡箍头固定在光杆上，平时当备卡使用，当油井发生汽窜时，调节悬绳器方卡子，直接下放光杆，使上下卡箍头接触后，用卡瓦连接上下卡箍头，实现上下卡箍头硬连接、光杆与密封器硬密封，防止因压力高时盘根打出，造成井喷和污染事故。另外，对油井光杆进行改造处理，采用镀铬光滑耐磨光杆，提高现有光杆的光滑度，减轻光杆对盘根的磨损程度，延长盘根的使用时间，并起到高效密封、防窜止喷的作用。

3、现场应用情况及效果

3.1快速安全关井

根据油井生产的实际情况及油井的注汽运行和地质提供的防汽窜预警井号，紧密结合油井的动态变化，把此装置安装在有汽窜史的杜813-4183和杜813-4483井上进行实验，当注汽井到注汽中期后杜813-4483有汽窜显示，当油井套压达到5Mpa、油压达到3 Mpa时采取关井措施。按照要求调整悬绳器方卡子下放光杆，使上卡箍头（固定光杆上）与下卡箍头即光杆密封器盘根压帽连接，用卡瓦紧固密封，实现硬连接硬密封。整个操作过程3分钟，实现安全关井。

3.2密封效果好

连接完成后，卡瓦处没有任何渗漏现象发生，实现完全硬密封。

3.3安全承压高

此装置实验室试验压力最高达16 Mpa，此井现场实验最高压力达12 .5Mpa时，此防喷装置安然无恙。

3.4复产效率高

油井汽窜压力下降复产时，只需松卡瓦，上提备卡到正常位置即可正常启抽生产。

4、结论与认识

4.1密封质量高：当气窜井喷现象发生时，该高效防喷密封装置与井口密封器上端硬密封，起到井口防喷的作用。

4.2安全高效：可安全快速关井或复产（开关井）。消除了因安装防喷管而造成摔伤、砸伤或烫伤的这安全隐患。

4.3安全承压高：实验室试验压力16 Mpa，现场试验压力达12.5 Mpa。胶皮闸门和盘根承受压力只能达到6 Mpa。

4.4操作简便：只需调整光杆即可实现密封连接。

5、经济效益和社会效益

此技术装置解决了油井发生汽窜时安装防喷管而带来的操作困难，易发生安全事故的弊端。提高了油井生产时率，可带压止喷，无压防喷，操作简便，防喷效率高；减少盘根磨损，杜绝盘根跑油，避免井喷污染等安全事故的发生。此装置可适用于普通稠油井和超稠油井防汽窜区域，有很广阔的推广空间和应用前景，目前已在全厂推广应用73口井。

经过对2010至2012年发生10口井井喷所造成的污染情况进行核实，三年时间共发生污染赔偿费130万元，清污劳务费共计20万元，平均每年50万元。此装置从5月份开始投入使用，已及时成功防止5口井汽窜井喷；避免经济损失至少50万元，采油作业一区已安装16口井，已获经济效益37.2万元。