防污染作業打撈鉆桿裝置的研制

【摘 要】近年來，節能減排工作受到國家的高度重視，推行清潔生產、降低油水外排、減少環境污染成為當前環保工作的重中之重;如何更好地保護環境，造福子孫后代，防止施工過程中，由于作業內管柱被堵而帶出井內的油液污染環境的問題，一直是難以解決的問題。技術人員通過研制防污染打撈鉆桿裝置，有效地解決了環境污染問題，取得了良好的環保效應。

【關鍵詞】污染環境;防污染;作業;打撈鉆桿;裝置;研制

1.問題分析

針對打撈作業鉆桿被堵塞造成污染的問題，小組成員進行了詳細的分析：一方面，由于鉆桿放置時間長，以及使用化工添加劑調配修井液循環洗井，內壁難免沾有修井液殘液，再加上海上環境潮濕惡劣，鉆桿內壁自身內發生氧化還原反應而產生銹蝕。當鉆桿下井后，銹蝕片會下沉堵塞內壁。一是當發生井涌或地層出油時不能隨時洗壓井作業;二是當從井內起出鉆桿時，鉆桿管柱內的油液就會被帶出井筒，從而會污染鉆臺環境，無論從作業設備還是從作業技術上，都一直是無法解決的問題。

另一方面，打撈鉆桿管柱被自身銹蝕碎片堵塞后，有時不能沖洗魚頂，還會造成打撈失敗，從而形成無功作業工序，會造成嚴重的經濟損失。

2.解決問題的措施與思路

2.1定期大排量循環洗井

為防止鉆桿內銹蝕過多沉淀，致使下部的打撈工具水眼被堵塞，可以采取下一定數量的鉆桿后，再用大排量循環洗井的方式來洗出鉆桿內的銹蝕碎片。但這樣做也有一定的弊端：一是大大延長了下鉆桿的速度，從而延長了作業時間，增加了作業成本;二是不能徹底地洗出鉆桿內的銹蝕片，當活動震擊解卡打撈時，鉆桿內壁會重新脫落銹蝕片，此時不能洗出鉆桿內的銹蝕片。因此，采用大排量循環洗井洗出鉆桿內的銹蝕贓物的措施，也不是最理想的技術措施和方法。

2.2研制防污染打撈鉆桿裝置

自行研制一種打撈作業鉆桿防污染裝置，實現杜絕打撈鉆桿內銹蝕片堵塞鉆桿循環通道，防止鉆桿內油液帶出井外，污染海洋環境的目的，同時還可提高打撈成功率，保證安全生產，適應時代QHSE企業管理的要求。但因為沒有這類裝置可以借鑒，需要自行研制。

3.防污染打撈裝置的結構方案

3.1研制普通篩管沉淀式防污染裝置的設計方案

借鑒各種篩管沉淀原理，我們設計打撈作業鉆桿防污染裝置的思路是：做一個防污染裝置，其外壁加厚和鉆桿接箍相同，內腔增大，內裝一個篩管，篩管上部為盲堵，盲堵下再開兩個較大的斜對稱的方口，形成流體的蛇形通道，以便于洗壓井作為循環通道。

3.2防污染裝置的整體設計方案

根據防污染裝置設計框架圖和篩管沉砂作用原理，設計了它的主要結構。其結構主要由上下接頭、沉淀盲堵、篩管過水孔、沉淀篩管、沉淀篩管座、“O”型密封圈、鋸齒形螺紋等部分組成。根據這個設想，我們利用Solid Edge三維仿真立體設計軟件設計了如下的結構簡圖及使用（沉淀銹蝕片）后的效果模擬圖（見圖1）。

3.3鉆桿防污染裝置加工

海洋試油作業大隊施工打撈所使用的打撈鉆桿主要為Ф73mm加厚鉆桿，因此要求防污染裝置的規格必須與這種規格的打撈鉆桿配套。小組成員根據最佳方案要求，確定出防污染裝置的主要技術參數。

3.4鉆桿防污染裝置現場試驗

2016年2月26日、3月10日，在施工的某井，利用鉆桿造扣打撈斷脫油管時安裝鉆桿防污染裝置5節，進行了打撈、沉淀雜質、沖洗魚頂、循環洗井的應用試驗，使用效果不是很理想：施工的某井，在起出管柱檢查鉆桿防污染裝置時，發現安裝在打撈工具最低端的一節鉆桿防污染裝置，其內部銹蝕片及雜質比其他上部的防污染裝置要多;施工的另一井，在起出管柱檢查鉆桿防污染裝置時，發現安裝在打撈工具最低端的一節鉆桿防污染裝置，內部沉淀腔已被銹蝕片、雜質填滿，而其他上部的防污染裝置內部沉淀腔卻很少，且有自上而下有逐漸增多的現象。

鉆桿防污染裝置改進完善后，樣品于3月20日在石油大學水射流實驗室再次進行了水循環循環洗井沉淀試驗：使用含0.02%雜質、銹蝕片的水30m3，在泵壓4MPa，排量500L/min條件下，洗井效果良好，洗井后，檢查鉆桿防污染裝置內銹蝕片雜質完全被沉淀出，達到設計使用要求。

4.效果分析

4.1打撈作業鉆桿使用防堵效果良好

打撈作業鉆桿防污染裝置研制成功后，實際應用15井次，其中7口井上有效沉淀管壁銹蝕和雜質，防污染成功，杜絕了冒噴起鉆，應用效果良好，實現了預期的目的，。

4.2循環洗壓井避免了井筒內原油帶出地面污染環境的發生

2016年使用防污染打撈鉆桿裝置作業的兩口井，在進行打撈作業時出現了井涌預兆，并采取了相應的應急預案，對這兩口井采取了洗壓井措施，壓制了井涌，洗出底層油12m3，同時避免了井筒內原油帶出地面污染環境的發生。

4.3規范管理取得良好效果

通過制定《鉆桿防污染裝置使用安全操作規程》，形成標準化，確保了職工正確使用，取得了良好的使用效果。

4.5取得良好的社會效益

該裝置在使用過程中安全可靠，操作簡單，使用方便，既能防止打撈鉆桿堵塞，又能減少作業帶來的對環境的污染。使用過程中，不影響打撈作業的正常進行，還能循環洗壓井，保證了生產的安全進行，提高了鉆桿打撈的一次成功率。

【參考文獻】

[1]何川、唐海軍.一次成功的高難打撈作業 《石油知識》2000年 第4期.

[2]朱澤昱、陳全柱. 石油系統井下作業打撈技術研究[J]. 化工管理， 2018.

[3]馬思. 提高油田井下作業打撈工藝技術策略研究[J]. 石化技術， 2018（5）.

作者簡介：王翠濱（1986—），男，中級工程師，從事現場檢測服務工作。