黄佳 姜晓君 杨睿 吴永欢

摘要：目前，渤海油田已进入开发中后期，压力测试以及增产增注过程中的钢丝作业显得尤为重要。但如海上平台钻修井期间井槽占用或场地紧张，而使钢丝试井作业无法进行，就会影响采收率的提高。针对此难题，开发了一种新型钢丝试井设备，对其结构和功能进行设计研究，利用平台中层或下层甲板空间对目标井进行钢丝试井作业，以满足增产措施工艺手段及井下数据的录取工作。就该钢丝试井设备在海上油田现场实际应用情况来看，其实现了与钻完井的交叉作业，达到了设计要求，提高了生产时效;同时施工安全可靠，操作便捷，形成了一套完整的技术体系。

关键词：海洋石油;钢丝作业;新型试井设备;降本增效

0    引言

由于海上油田平台井口密集且甲板空间场地限制，大量增产增注施工计划被搁置或推迟，严重影响了海上油气田的开发生产。为了不影响海上平台的钻修井及其他增产措施作业，有必要开发一种新型钢丝试井设备，利用平台中层或下层甲板空间对目标井进行钢丝作业，以满足压力测试及其他增產措施工艺手段，实现交叉作业，同时提高生产时效，增加经济效益。

1    新型钢丝试井绞车的研制

1.1    新型钢丝试井绞车的设计

新型钢丝试井绞车要突出小的特点，并且要具备常规钢丝试井设备的性能，所以需根据海上油田现场实际情况，对其结构尺寸及性能参数进行合理设计。

1.1.1    结构及尺寸设计

新型钢丝试井绞车结构由两部分组成：绞车模块和动力模块。绞车模块安装有操作台、钢丝滚筒、刹车系统、链条式排绳装置、深度计量系统、拉力测量系统、液压系统、马达控制系统等。动力模块由防爆电机、液压油泵、液压油箱、液压油散热系统、防爆电控箱等组成。

在尺寸上，根据现场实际情况进行优化设计，如表1所示。

1.1.2    性能优化设计

此次设计的绞车底部配有脚轮，可以升降，方便运输及就位;并且配备了良好的动力系统，动力模块采用防爆配电箱控制绞车的电气部分，可以通过配电箱分别控制散热系统风机和主液压泵的启动和停止。为适应采油平台防爆要求，整个设备除动力部分采用防爆电器外，绞车部分均采用液压机械传动和机械操作。考虑闭式液压传动系统，合理选择油泵、马达等主要液压元件，且系统设有安全保护装置。该系统不仅传动平稳可靠，而且绞车速度范围较宽，为钢丝试井作业提供了良好的传动系统[1-4]。绞车相关性能参数如表2所示。

1.2    新型钢丝试井绞车与平台甲板的固定方式研究

由于新型钢丝试井绞车重量偏小，同时钢丝作业过程中随着线缆输送工具的下井，绞车受到的井口方向牵引力也在增大，绞车重量轻、摩擦力不足，造成了其与甲板的相对移动，这将成为作业过程中最大的安全隐患。

为此设计配重加永磁吸附解决方式，在绞车底部加装永磁铁，在绞车两侧固定架上加装配重块，设计配重块体积为800 mm×400 mm×20 mm，单块重量50 kg，满足人力搬运要求。每侧配重30块，总配重3 t。

2018年12月，蓬莱19-3油田C平台现场试验，配重后的小型化钢丝试井绞车结合永磁吸附方式，在499 kg（1 100磅）的牵引力下只发生了微弱移动，最终满足了平台中层甲板作业固定需求。

2    试井防喷系统提升装置研制——可移动井口简易支架

2.1    试井防喷系统提升装置的研究思路

由于采油树在底层甲板，而顶甲板井口被钻井模块、修井机或其他大型撬装设备覆盖，致使平台吊车无法配合钢丝试井作业的防喷系统组装及拆卸工作。所以，需要研制一种试井防喷系统提升装置，通过人工搭建的方式安装在平台中层甲板对应井槽位置，代替吊车功能，实现吊装作业，完成防喷系统拆装及井下工具更换工作;并且该装置应具有模块化及可移动的特点，具备“自升式”功能，以简化现场作业的程序。

2.2    可移动井口简易支架的结构设计

可移动井口简易支架，采用矩形钢管为主体，由底座、底座支腿、水平调节装置、井口盖板、立式升降桅杆、起升绞盘、起重绞车、绷绳等部分构成。该装置采用模块化设计，分体可组装拆卸，便于作业人员的搬运及安装，最重部分仅80 kg。防喷管吊装架采用直立式三级升降桅杆结构，每级桅杆可从上一级中伸出，通过一定传动比的升降手动绞盘实现，总体升高可达6 m，起重绞盘采用9 mm钢丝绳，承载2 t，可以控制起重吊钩吊起或下放重物，实现防喷系统的吊装作业[5-6]。

3    新型钢丝试井设备在蓬莱19-3油田D平台D39ST1井的现场应用

2019年4月，小型化钢丝试井设备首次应用于蓬莱19-3油田D平台D39ST1井，进行钢丝作业通井及开关滑套作业，施工安全顺利，作业效果理想。

3.1    设备就位情况

通过蓬莱19-3油田D平台中层甲板吊货口，将小型化钢丝试井设备运输至合适位置。绞车模块就位并正对D39ST1井井口，配重模块置于绞车两侧，启动永磁吸盘。

3.2    防喷系统组装情况

在中层甲板组装可移动井口简易支架，准备防喷系统，通过简易支架吊起防喷系统总成后与采油树帽进行连接。

3.3    钢丝作业

组装PL19-3 D39ST1井开关滑套作业工具串，工具下井过程中进行悬重测试，移位工具下过目标滑套位置后，向上震击关闭滑套，震击力量阶梯式增加，4次震击，最大震击力272 kg（600磅），小型化绞车不发生移动。

4    结语

新型钢丝试井设备成本低廉、绿色环保、节能降耗，作业过程中无需动用平台吊车、钻修井机等大型起升设备配合，可实现独立施工。

通过调研、试验及油田现场实际应用可知，此种新型钢丝试井设备能适应海上平台交叉作业，施工安全可靠，形成了一套完整的技术体系，解决了平台场地局限性造成的钢丝试井作业停滞现象，具有良好的推广前景。

[参考文献]

[1] 张敬，樊岩松，戴克文，等.JC70DB型海洋绞车[J].石油矿场机械，2008，37（7）：90-92.

[2] 冯庆东，李国勇，张林海，等.轻型多功能钢丝试井绞车的设计和应用[J].南阳理工学院学报，2015，7（2）：64-66.

[3] 陈杰，谷中德.液压传动钢丝试井车[J].专用汽车，1991（3）：30.

[4] 游林创.SJ6000H型海洋液压试井绞车[J].石油钻采机械，1983（1）：20-24.

[5] 王泉.自升式修井平台升降装置强度安全可靠性分析[J].石油矿场机械，2002，31（4）：1-5.

[6] 周顺.矿井提升装置选型设计研究与应用[J].华东科技（学术版），2013（6）：337-338.

收稿日期：2020-02-24

作者简介：黄佳（1982—），男，天津人，工程师，研究方向：钢丝试井及电缆生产测井。