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摘要:在油田作业中,修井作业是油田作业过程中的重要环节,因此修井过程中的机械化和自动化运用水平是影响修井作业是否高效率的决定因素,而修井作业中的井口操作又是其中的重要环节之一。我国国内目前修井作业的机械化运用水平还有很大的不足,因此要实现修井作业操作的高自动化有一定难度。本文讨论分析修井作业的吊卡现状和其将来的发展,为国内修井作业自动化的发展提供建议。
关键词:修井作业;吊卡现状;分析
0.前言
在修井作业的进行过程中,油管的起下过程是最为关键的,其所花费的时间也最长。因此,改进和发展修井作业中油管的起下工序是降低修井成本、缩短工作时间和提高工作效率的关键所在。但是,由于我国国内目前相关领域的机械化水平不高,相关技术领域的研究不够深入,导致国内油田修井作业的花费成本高、工作效率低下以及修井作业工人的生命安全不能得到充分的保障。因此,我国应该加强相关领域的技术攻克工作,提高机械化水平,促进修井作业的有效发展。
1.修井作业吊卡的概述
在修井作业的过程中,吊卡是用来悬挂和升降管柱的工具,它连接耳柄和吊环,吊卡可以悬挂各种规格的管柱,因为它也有不同的规格[1]。由于吊卡可以悬挂不同规格的管柱,因此吊卡可以分为抽油杆的吊卡、油管吊卡、钻杆的吊卡和套管吊卡等。而吊卡按照不同的操作方法可以分为自动的吊卡和手动的吊卡。
(1)手动吊卡的概述。手动吊卡可以称为传统吊卡,表示的是在修井作业中使用人为操作吊卡的作业过程,其具体的操作程序是操作员将吊卡扣在油管上,随后将吊卡的活门关闭,再将吊环挂在吊卡的吊耳上,吊耳销插进吊耳的孔内。如果要取下油管,则需要拔出吊卡销子,摘下吊环,操作员手动打开活门。这是手动吊环的整个操作过程。手动吊卡始终是我国国内目前广泛使用的吊卡类型[2]。这种吊卡不仅使得人力的劳动强度增大,并且容易引发安全事故,操作工人的人身安全不能得到保证。因此,改变我过国内的修井作业机械化水平迫在眉睫。
(2)动力吊卡的概述。动力吊卡,顾名思义,是指在吊卡作业中不使用人力操作。自动吊卡在作业的过程中,打开和关闭的工序都是通过液压系统来驱动吊环上的部件自动运行。操作员只需控制驱动吊环作业的动力的源头,就可以轻松的完成吊卡的操作,在很大的程度上简化了修井作业繁琐的工序,节约了作业时间,解决了保障工人人身安全的问题。
2.修井作业吊卡存在的现状
我国油田工业长久以来采用的施工方式损耗大量的人力、物力和财力。国内外为了改变这一现状,都对吊卡进行了专门的研究,以改变这一劳民伤财的落后技术,大大减轻施工工人的劳动强度。
2.1存在的问题
我国目前修井作业中经常使用双吊卡进行轮流操作,以此提升管柱。而双吊卡势必加重人力劳动量,很容易产生疲劳,进而引发安全事故。同时,因为在我国的大部分油田施工现场,使用的都是对开式吊环,容易引发不安全因素,操作极其不方便。再加上在作业施工现场使用的抽油杆的吊卡大都是卡舌自锁式的,在冬季的时候,由于管柱会携带油污等额外的物品,容易在提升作业时造成卡舌失效的现象,从而影响修井作业的正常工作进程。更因为油管的吊卡和抽油杆的吊卡是分开的,所以在提升作业中无法使用一个吊环进行作业,增加了修井作业的施工进程。还有在起下作业进行的时候,游车带动吊卡,会产生巨大的相互的作用力,容易导致吊卡销弹出,使得吊卡与吊环脱开,进而引发安全和工程事故,产生更大的安全隐患。
2.2解决方案
针对上述提出的修井吊卡的缺陷,我国国内许多相关领域的专家研发了自锁吊卡销,保证不管多大的上弹力都能将吊卡和吊销连接在一起,解决了相关的安全隐患。与此同时,我国还研发了一种磁性的吊卡销。这种吊卡销充分利用了磁力线会牢固的聚集在磁环和吊卡的接触面上的原理,使磁力线紧密的吸附在吊卡表面。
在上个世纪末,我国相关领域的人才研发出了一种名为筒式的轻便抽油管的吊卡。其形状为筒状,筒身下方有一个活门,这个活门里面的推拉结构用来开关吊卡。在提升吊卡的时候,活门会通过自身的重量夹紧吊卡的主体部分,从而夹住抽油杆,提升了吊卡作业的安全性。
3.修井作业吊卡的发展分析
(1)实现井口作业的机械化和自动化。修井作业要走向机械化、自动化、电气化等发展方向,结合吊卡和自动化技术,发挥自动化的优势,简化吊卡工作程序。在吊卡的研究过程中,要将其与自动化和电气化等技术结合起来,减少作业时间,提高作业效率。近年来,国内外对相关领域进行了有效的探索[3]。我国某大学内部相关技术人员研究了新型的管柱起下工序的装置,这种装置只需将传感器放入吊卡中,使其结合液压系统,能够轻松控制吊卡的卡紧和释放,提高了吊卡的工作效率,减少了安全隐患。
(2)实现修井机的机械化。随着我国国内油田工业的迅速发展,油田行业对修井作业的技术问题越来越关注。修井设备在修井作业中作为中间力量,保证施工的顺利进行。我国必须加强修井设备的研究工作,提高修井设备的机械化水平,减轻工人的劳动时间,降低生产成本,提高经济效益。将修井作业的各个相关作业程序植入到相关自动化的系统中,使得修井人员只需凭借处理系统全盘操控整个修井作业,实现修井机的高度机械化。
(3)实现修井作业的人性化理念。修井作业的发展离不开人的思维,所有的机械化开发和应用都在人的思想下進行。只有创新人的思维能力,提高相关工作人员的创新意识,突破固有的思维定势,更多的从环境和人文的角度设计出简便、可操作性能高的产品。另外,相关产品的加工制造过程需要严格把关,保证产品的质量,以及相关工作人员做好现场试验的工作,发现产品的优劣,提升产品性能。
4.结语
随着我国油田事业的快速发展,修井作业在相关工作过程中的地位举足轻重。油田工业对修井作业的研发工作正在加紧进行中,因为修井作业直接关系到油田的开发进程。如果在修井作业的环节中耗费大量的人力、物力和财力,不仅不能提高经济效益,还会增加开发成本,浪费多余的劳动力资源。如果不能保证施工作业设备的安全性能,更会发生安全隐患,给相关工程造成不可估量的损失。因此,我们要大力加强修井作业的技术研发工作,从而缩短作业时间,提高工作效率。
参考文献:
[1]常玉连,魏凯,高胜等.钻修井作业吊卡现状分析与发展[J].价值工程,2012,05(05):56-57.
[2]聂文平.修井作业机械化装置的系统仿真与实验研究[J].东北石油大学,2011,04(06):23-24.
[3]王进全.不压井修井作业装备发展现状分析[J].钻采工艺,2009,11(09):120-121.