带压作业使用手册 - 图文

随着社会的进步和技术的发展，对注水井、气井、含气油井、电潜泵井及蒸汽驱汽井、注气油井的作业方式也在不断革新和丰富。在过去打井和作业过程中，完全依靠高比重泥浆把井压死或进行放喷的钻井作业方式已逐步被欠平衡钻井、欠平衡大修、带压起下管柱、带压修井以及带压作业所代替。

采用带压钻井与作业，易于发现低压油藏，不破环地层而且不污染地层、不污染地面，有利于保特原油生产和注水增效。在我国各油田，已逐步开展这方面的工作，并已取得较好成绩，但是由于带压作业与常规作业相比，具有以下特点：难度比较大、技术性要复杂、设备要增多、安全性要加强、工人的素质要求较高，因而要全面推广尚需时日。

这本手册主要涵盖各油田用户最想了解的带压作业设备的型式与组成、带压作业程序、带压作业装置的配置以及带压作业主机的维护，以供油田需要者参考和选择。

一、下油管内堵塞器：拆除井口采油装置，井口只留下大四通以及左右和上盖上部共三个阀门。然后，在上部阀门的上方加装1.5m左右的油管升高短节，安装完成后继续在油管升高短节上方再加装阀门一个。

图4 丢手式下堵塞器

下油管堵塞器:油管内堵塞器外径为φ58~φ60、 长为1.2m～1.5m左右（如图4所示），用大勾吊起堵塞器放入油管升高短节内，关闭上部阀门，打开下部阀门，堵塞器因重量大，在上下压力平衡的情况下，会自动下行到达井下油管底部——封隔器上方，自动座封；但有时因油管内有水垢，堵塞器会卡在半路。因而，最好用高压水泥车与井口上方阀门相联。当堵塞器丢入井下后，用水泥车向井内油管打压，使堵塞器克服阻力下移。当泵车压力突然增高时，应立即停泵放压，当发现油管内水流逐步减小，最后无水后，证明堵塞成功。

由于油管内堵塞器直径大，不能通过封隔器和配水器的内孔，能堵不到油管的最下方，因而可采用下配水器堵塞器（如图5所示）。先用测试车把配水器水嘴捞出，再堵死水嘴，再把配水器堵塞器下入

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升高短节内。上部有钢丝高压密封头，把配水器下入到井下最后一个配水器下方3-5m再上提钢丝，堵塞器上的卡爪在配水器下方能张开，使皮碗密封配水器内孔，卡爪卡死配水器下部，防止堵塞器飞出。

图5 配水器堵塞器

当油管内堵塞器未下到底、下部油管无堵塞器时，应在提出装有堵塞器的油管前，用环形防喷器抱住有堵塞器的油管，并把环形下部加装全封封井器。

在全封封井器下方接箍处卸掉上部油管，上提油管后，全封井口，下部油管用安全卡瓦卡住，防止油管上窜，打开上部环形防喷器把油管及堵塞器一起提出，改用1 1/2\（φ48）小油管联接倒伞形小直径油管内堵塞器，向下送入环形防喷器到达全封顶部，环形防喷器抱住油管打开全封，用游动防顶卡瓦在油缸上升到顶的情况下卡住小油管下进井内油管中，再用固定卡瓦（换成1 1/2\卡瓦牙）卡住小油管，游动卡瓦松开，油缸上升到顶，游动卡瓦再抱住小油管，固定卡瓦松开，油缸再下降到底把小油管及倒伞形小口径堵塞器下到井下最后一根油管内，由于弹性体伞形卡爪为倒伞形结构，在油管内下放时，为顺结构可收缩到φ44以下，当到最后一根油管时，伞形卡爪可在两油管接箍中间空档处张开，上提小油管时，由于卡爪已卡死在接箍处，下部的一串皮圈上提力压缩直至把φ62mm内孔堵死，此时上提杆处又被卡簧卡住，不会下滑，再上提，用力切断安全销，小油管提出，座封完成，当全部提出油管后，再顺时针把堵塞器打出来。

拆除剩余井口，打开采油四通上盖； 安装3FZ18.6—35三闸板液动防喷器。 整体吊装井口井控装置。

摆放好动力源箱及液控操作箱，接好从动力源箱到液控操作箱之间的软管线。

接好从液控操作箱到井控装置的各口管线；注意一定要对号入座不可接错。

调整四柱稳定装置找好水平，联接作业机与井控装置的水平调节

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丝杠，使井控装置在作业中更为稳固。

吊装好井口操作平台使之固定可靠，加装栏杆、放好梯子、油管滑道及逃生滑道、作业工具等准备就绪等待作业。

二、提出油管头作业：本带压作业装置全程通径均为φ186，因而任何压力等级的油管头均能全程无障碍提出。

用大勾吊起一根油管，送到油管头上方，联接油管头上扣的加厚油管短节，对好扣上牢靠，用环形防喷器抱住油管，上升大勾（在此前应松开油管头顶丝）油管头及下部井下油管一起吊起，当油管头吊至环形防喷器下方时，用下部特种单闸板防喷器抱住油管，打开环形防喷器球形胶芯，将油管头提出，用吊卡把上部油管短节及油管头卸掉。

三、正常带压作业程序：

1、 当井压在9MPa以下时可全程用环形防喷器抱住油管使接箍强行通过环形胶芯，可大大节省作业时间。

图6 过接箍示意图

2、 当井压在10MPa以上时接箍强行通过胶芯易损坏胶芯，此时应

利用上特单闸板防喷器与下特单闸板防喷器（或与环形防喷器）导出接箍，使胶件损伤量到最小。

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图7 导出接箍示意图 3、 平衡阀与泄压阀的使用：

① 当接箍到达两单闸板防喷器之间时，应是上防喷器处于关闭下防喷器处于打开状态，此时应把下防喷器关闭，做好准备打开上防喷器，使接箍上移。但此时两防喷器均处于关闭状态，中间四通短节处于高压状态，如此时打开上部防喷器，一方面单面受高压打开困难，另一方面易把前密封胶件刺坏，而且高压水易往上喷出使作业环境受损坏。因些，在打开上部防喷器前先打开泄压阀，将高压卸掉再关上泄压阀，再打开上部防喷器，即不会出现上述紧急情况了。 ② 当接箍提出上部后，上部防喷器应立即关闭、下部防喷器应 及时打开，但此时中间短节处无压力。如要打开下部防喷器，其防喷 器闸板上、下面压差太大，一方面开启困难，防喷器油缸行走缓慢， 而且顶密封受压大，特容易磨损，因而先把平衡阀打开（下采油四通 侧出口与井控四通侧出口之间用高压软管与平衡阀相联接），将采油 四通侧出口的高压水通过软管和平衡阀引入至井控四通内，使下防喷器闸板上下压力平衡后，再关闭平衡阀，此时再打开下闸板防喷器即不会出现上述不好情况了。

4、 大勾提下油管：当井压对井下油管的上浮力超过井下油管重量时，油管即会往上串，当低于井下油管重量时即会下掉，当有下掉力时可不用油缸而改用大勾起降，作业速度快，操作方便。

5、 油缸提下油管：当井压对井下油管的上浮力超过井下油管重量

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时油管即会上串，此时再用大勾起下已不可能了。即要利用油缸防顶卡瓦系统，防顶卡瓦卡住油管按着油缸的起下速度上升或下压。其作业方式为第一种全程用环形防喷器抱住油管起下：环形防喷器始终处于抱住油管状态，固定防顶卡瓦抱住油管，游动防顶卡瓦处于打开状态，油缸及游动防顶卡瓦下降到底，游动防顶卡瓦关闭，固定防顶卡瓦松开，油缸及游动防顶卡瓦上升到顶；固定防顶卡瓦关闭，游动防顶卡瓦松开，油缸及游动防顶卡瓦再一次上升到顶如此循环，下压程序与上提程序正好相反。

四、 卡瓦在带压作业过程中的作用及其使用方法： 1、闸板式卡瓦（万能卡瓦）：可用三闸板防喷器的最上层闸板作做为安全卡瓦使用，当上部万能卡瓦没办法使用时，可以启用这个安全卡瓦，或做为在12MPa以下注水井中充当固定卡

瓦和游动卡瓦使用。此种卡瓦能防顶， 图8 闸板式卡瓦

也能防掉，但因油缸容积大，开关较慢，又因无自紧功能，全靠油缸油压夹紧油管，因而井压高时油压就要高，压力大于12MPa时会发生打滑现象。因而只能用在较低压力井的带压作业。但使用比较方便，高度底，在井下油管上串力比较小的情况下配合自紧式防顶卡瓦使用效果比较好，通径可达到φ186，开关方便。

2、 自紧式防顶卡瓦：壳体与卡瓦体均为10°角的锥度。油缸直径小，体积不大，卡瓦体通过连杆机构实现开关，行程短，开关速度快，从打开到关闭只需1秒钟。上顶力越大，此类型的油缸两个卡瓦体抱的越紧，可承受35t以上的上顶力，高度较大，通径为φ186mm。但是，

当用液压油打开卡瓦牙的时候， 图9 自紧式防顶卡瓦

由于存在上顶力，卡瓦体不易打开，因而在操作时要熟悉此种卡瓦的打开规程。如固定防顶卡瓦需要打开，油缸下降时不应先全降到底，

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应留100mm余量（先关闭自紧式游动卡瓦）。此时，先操作固定防顶卡瓦换向阀把手柄搬到打开位置，因有上顶力不易打开，再操作油缸换向阀使油缸再下降一些，固定卡瓦会自动打开。此后，油缸再和自紧式游动卡瓦一同上升，但不要升到顶端而预留出100mm的余量即停住，先关闭固定防顶卡瓦后，再操作打开游动防顶卡瓦体，但因上顶力大，不易打开，可立即操作油缸再上升到顶。此时，因固定卡瓦处于抱紧状态，油管也不可能再上串，油缸再上升一下而油管不会上顶，即可使卡瓦体与油管之间松动，此时因游动卡瓦处于打开状态，卡瓦瞬间即可打开，因而在操作自紧式防顶卡瓦打开的程序上要比较复杂一些，即油缸下降不要到底，留有下压量，便于固定卡瓦打开，油缸上升不要到顶端，要留有上升余量，便于游动卡瓦打开。

3、 承重卡瓦：当井内油管比较多无上顶力时，承重卡瓦可在任何位置卡住油管，当卸接箍时可不用先座吊卡，只用承重卡瓦卡住油管即可，减轻了工人劳动强度，提高了作业效率。当一个承重卡瓦和一个自紧式游动

防顶卡瓦共同放在游动横梁上 图10 承重卡瓦

下位置时，可以起到井下油管起下过程中油管的上串和下掉的平衡作用，如有上顶力可用防顶卡瓦承受，如有下掉力时可用承重卡瓦（或闸板卡瓦）承受，确保油管上提时不会打滑和安全。

4、 带压作业最重要的操作是自紧式固定防顶卡瓦和自紧式游动防顶卡瓦之间的操作。需要油缸的下压和上提才能打开，只要按规程操作，熟能生巧，自然而然的养成良好的习惯。但是刚开始使用时，务必小心谨慎，按步操作，防止发生飞管等事故。在美国和加拿大，防顶卡瓦也为这种结构，其操作和使用类似。

五、 FH18.6—35环形防喷器在带压作业中的使用： 在井内压力不超过10MPa情况下，全程提下管住，均可使油管接箍强行通过环形胶芯，这就大大简化了带压作业的程序。随之而来

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出现的问题是胶芯寿命比较短，如何提高胶芯寿命是使用环形防喷器的关键所在。

本带压作业装置在环形防喷器胶芯过油管接箍问题上，采取了三项措施：

第一项措施，在液控操作台的环形防喷器油路上设置有专用的减压溢流阀，可根据井压情况随时调整此阀，使环形防喷器关闭油路的油压不要太高，胶芯抱住油管时要略有微漏，一般来说油压10MPa时即可封住35MPa的井压，如果井压只有15MPa那么油压有5MPa左右即完全可以封住油管，此时过接箍对胶芯损坏即会大大减轻。胶芯与油管接触有微漏，可使油管外壁与胶芯间有水形成润滑作用，更可减小摩擦系数，有利接箍的通过。

当接箍通过胶芯瞬间，要把内孔扩大致使胶芯及活塞下移，油缸内油压增高，此时因减压溢流阀又有溢流平衡功能，多余油压可返回油箱，使油压还保持5MPa不变以减小阻力，当接箍通过胶芯后，胶芯孔又抱住油管，胶芯与活塞上升，油缸内油压又会进一步下降，低于5MPa，所缺油量又会自动流回保持油缸油压恒定不变。

第二项措施，在环形防喷器旁边加装一个10L—16L蓄能器，将蓄能器的油路口与防喷器关闭油路相联通，油缸下腔有多高压力，蓄能器内即有多高压力。蓄能器内有充氮气胶囊并充有氮气，充氮压力与油压有关，一般情况下，充氮压力为油压的1/2即可，当防喷器油缸油压发生变化时，多余油量可通过一段管线进入蓄能器。因气体可压缩又起缓冲作用，使油缸内油压基本波动不大，对胶芯起到保护作用。

第三项措施，带压作业用环形防喷器主要用于动密封和过接箍，与一般钻井作业用环形防喷器功能不一样，环形防喷器要封到35MPa，就要增大胶芯的硬度，才能密封住，但胶芯硬度高、弹性差又不利于过接箍，本带压作业用环形防喷器胶

芯把硬度降下来，提高了回弹性， 图11 球形结构胶芯

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内加石墨和二硫化钼较多，提高自润滑性，这样利用35MPa压力等级的环形防喷器过井压不超过9MPa时的油管接箍，即可大大提高了胶芯的寿命和作业效率。

六、 特种快速单闸板防喷器在带压作业中的使用：

由于井压过高时，单用环形防喷器胶芯过接箍的办法容易把胶芯啃坏，因而就要采取上下两个单闸板防喷器，中间为升高四通导出接箍，防止阻力过大，但采用导接箍办法势必要延长作业时间，怎样提高导接箍效率即为问题的关键。 普通闸板防喷器闸板均为扁形高度低，前密封胶件为骨架加全胶，如与油管有相对运动时，摩擦阻力大、不耐磨、寿命短，胶件损坏快。一般闸板防喷器适用于静密封，使用频率很低，而带压作业用导接箍单闸板防喷器是用于动密封，使用频率是一般防喷器的上百

倍，因而带压作业用导接箍防喷器有如 图12特种快速单闸板防喷器 下特点：

1、型腔及闸板采用大圆形结构、高度大、密封段长。前密封中 间部位加装含有聚四氟乙烯、铜粉、石墨以及二硫化钼的高强度耐磨瓦片，四周用橡胶包住，可随时方便更换。瓦片耐磨强度高，有自润滑功能。壳体型腔为圆形结构，通过滚压成型，光洁度和硬度高，其表面粗糙度为，这样大大提高了顶密封的寿命，运动阻力小，更换瓦片方便。

2、闸板前后移动所用油缸放在防喷器两侧，壳体及侧面无油路， 不存在漏油环节。开关闸板明显，远距离都能观察到。开关迅速，打 开两边四个侧面螺栓，利用油缸即可把侧面闸板全部拉出壳体外，换闸板十分方便（即为侧门液压开启）。

3、配有专门减压溢流阀，可根据井压随时调整进油压力。做到 关闭时有微漏，胶芯抱的不能过紧，有利于相对运动时减小摩擦阻力，瓦片磨损慢。

七、 升降油缸：

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当井下压力对油管的上浮力超过井下油管重量时，油管即会上窜，此时应用两升降油缸及其游动横梁和固定防顶卡瓦、游动防顶卡瓦系统共同作用，提下管柱。

油缸的主要技术参数：油缸行程：3—3.5m；活塞直径：φ140—φ150mm；活塞杆直径：φ90—φ100。些油缸为单层双作用油缸，在最高压力20MPa情况下，两油缸总上顶力为60t—66t；下拉力为：35t—38t。

两油缸座在下横梁上，可用铰链形式、法兰形式和柱肖形式与横梁连接，油缸密封均为德国进口，耐磨性好。两活塞杆与游动

横梁两孔刚性紧密把紧，确保两油缸同步。 图14 升降油缸

八、 泄油箱：

一般在上环形防喷器上方加装一个升高短节式的泄油短节，一方面便于上部防顶卡瓦的安装，另一方面从环形防喷器微漏出的水和接箍瞬间流出的水能通过导流管流到指定地方，不要上喷和流到井口处，污染地面环境。

九、 水平调节装置

在井架与带压作业装置的两个前立柱间加两组水平调节装置，使整套装置与井架及作业车联为一体，稳定性更好。

十、 三闸板液动防喷器3FZ18.6-35： 座在采油井口大四通上，其下法兰形式有三种类型：第一种，法兰外径为φ380，内孔为12-φ33加厚型；第二种，法兰外径为φ395，内孔12-φ39标准型；第三种，法兰外径为φ480，双排孔12-φ42/12-φ33。

通过变径钢圈可座封250井口和 图13 三闸板防喷器

标准350以上井口。要是用户需要订货，也可再定一套转换法兰。上法兰一般为φ380或φ395型。三闸板防喷器下腔装全封闸板，中腔

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装半封闸板上腔装安全卡瓦，一般情况下不参与带压作业。如遇上部检修或临时更换配件等特殊情况时才使用，确保在任何情况下的安全。

十一、 四柱稳定支撑装置：

由于带压作业主机比较高，两油缸比较长，为使带压作业的井口井控设备在作业过程中比较稳定，特配置四柱稳定支撑装置：该装置在原来的基础上加装下、中、上三层平台，成四方形，中间用四根管柱上、下联为一体。四管柱底部有四套调节装置，可以从四柱内伸出，一直顶到地面。四柱与中间的井控设备（防喷器、卡瓦、升高四通油缸）用调节丝杠四个方向拉住，可整体放倒，立起，安装和运输。

另外最新产品下部均采用液动油缸支撑，减轻工人劳动强度。 十二、 动力源箱：

由于带压作业设备均为液动操作，必须有大量的高压液压源作为动力，推动液动设备的各个活塞。带压作业现多用于注水井，也有用于油气井或含气量较大的油井。有的井场无电源，即要采用柴油机来带动液压泵。由于带压作业油缸用油量大，但又不是全程都用，因而要单独设置一台排量较大的油泵，专供油缸用，不用时可随时单独停运，而其它井控设备用油量不大，但要求压力要稳定，多台设备不断用油，因而又要有蓄能器系统。柴油机要带动一个分动箱，从一个头旋转变为两头或多头同时旋转可安装2—3台液压泵，分别供油，动力源箱的组成为： 液压油箱

动力源箱内配有压力调节器，用来控制柴油机离合器。装在一个标准房内，搬运方便。一般动力源箱均在长×宽×高：4.5× 2.2 ×2.4m左右，

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业车。

3. 下特种快速单闸板防喷器：TFZ18.6-35 4. 中间升高四通：两侧为平衡阀和泄压阀 5. 上特种快速单闸板防喷器：TFZ18.6-35 6. 球形胶芯环形防喷器：FH18.6-35,配10L蓄能器 7. 固定防顶卡瓦 8. 固定承重卡瓦 9. 游动横梁 10. 11. 12. 13.

游动防顶卡瓦 游动承重卡瓦

升降油缸：倒挂式，较少受拉伸应力，承座在上平台上 四立柱三平台，支撑稳定装置一套。

附总装配图

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图1 2.简易型－I ： 主要设备配置为：

1. 液动三闸板防喷器3FZ18.6-35 2. 下横梁：法兰为活动式 3. 特种快速单闸板防喷器 4. 升高四通

5. 球形胶芯环形防喷器 FH18.6-35： 配10L蓄能器 6. 泄油桶 7. 闸板式万能卡瓦 8. 游动横梁

9. 游动闸板式万能卡瓦 10. 游动自紧式防顶式卡瓦 11. 四柱支撑稳定装置

图2

与标准型不同之处，是利用下特种快速单闸板防喷器与上部环形防喷器导出接箍，效率较高，不易出事故。

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3. 简易型－Ⅱ总装图

主要设备配置：

与I型不同的是把特种快速单闸板防喷器改为FH18.6-35,球形胶芯环形防喷器即上下各一个环形防喷器，加装中间的升高短节为2000mm，采用两环形防喷器导出接箍。些种配置对初用带压作业者来说，最为安全可靠，不会因误操作而出现事故，但初期使用时，可能效率慢一些，但操作熟练后也会逐步提高效率，主要是对环形防喷器的操作，要有方法，不等球芯全开即可换向操作，能大大节约时间。

图3

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gddg.html