井下作業提升系統分析研究

狄帥(勝利油田濱南采油廠作業大隊作業19隊 山東 濱州 256600)

根據現場實際和統計數據表明，在井下作業提升系統中，最容易出現問題的就是井架和地錨樁兩個部分。目前井下作業提升系統工作主要在惡劣的野外環境中，而且作業的位置不固定，一口井作業完畢后，井下作業的提升系統需要拆卸，當進行下一口井作業時，再將井下作業提升系統安裝好，在反復的安裝和拆卸的過程中，容易對井下作業提升系統裝置造成相應的破損，導致了井下作業系統提升裝置中存在各個各樣的缺陷，井下作業提升系統的缺陷大大的降低了作業提升系統工作的穩定性和安全性，給提升系統所能夠承載的載荷產生了巨大的影響，給井下作業提升系統帶來了潛在的安全威脅。如何準確的判斷井下作業提升裝置承載能力，確定井下作業提升系統裝置的安全等級，是目前需要重點研究解決的問題。在井架設計理論與安全分析時，通常會假設井下作業提升系統各個構件是完好的，沒有相應的缺陷，在安裝的過程中也滿足設計的要求。這和現場井下作業提升系統的實際有一定的差異。由于井下作業提升系統的復雜性，缺陷種類各個各樣，到目前還沒有得到準確的分析判斷方法，在實際的分析過程中，主要通過對現場的井下作業提升系統進行實際測量及測試，通過實際測量的結果進行有針對性的，對井下作業提升系統進行分析與評價，這種方法更具有實用性和針對性。

一、井下作業提升系統井架測試分析

通過測試分析可以得到井下作業提升系統承載能力和安全性，開展相應的分析與實驗，結合實際井架提升系統工作條件，從而得到提升系統井架最大承載能力和適用的條件。井架測試的基本工作原理是，當井架受到外界的載荷之后，井架會發生相應的變形，變形的大小和載荷的大小有關，載荷越大，變形越嚴重。通過利用應變計的方法，可以測量出井架中某個點的變形的大小。根據井下作業提升系統的結構特點，合理的將應變計布置到井架構件中，井架構件在外力的作用下，會發生變形，此時應變計的電阻值就會發生相應的改變，再利用電信號的處理裝置，將應變計電阻的變化情況放大，并且表示處理出來，這樣就得到了外力的大小和井下作業提升構件的變形的關系，從而為后續的理論分析和安全評價奠定基礎。

在前期研究以及取得的成果的基礎上，經過不斷的改進，在井下作業提升系統井架的測試過程中，可以在作業井架上采取分層設置測量點的方法，重點的分析井架第一層橫梁的結構強度和安全性。和常規的大型鉆井井架相比較，井下作業提升系統的井架結構相對的簡單一些，因此可以適當的減少測量的點。應變片都具有特定的靈敏系數，應變片的性能直接制約著測試的準確性，因此需要盡量的選取靈敏度高的應變片，在使用之前要進行應變片的校正，保證應變片的靈敏度系數在測量儀器要求的范圍內，在使用的過程中，只需要將測量儀器的中靈敏度系數和應變片的靈敏度系數調節成相同即可。應變片的電阻會隨著外力的改變而改變，同時溫度的改變也會影響到應變片電阻的變化，為了能夠消除溫度對于應變片電阻的影響，在測量電路系統中，安裝溫度補償裝置，利用該裝置可以消除溫度的變化對于應變片電阻的影響。測試系統在測量的過程中難以避免的會存在誤差，誤差主要分為系統的誤差和測量的誤差，系統誤差和設備的精度、測量的方法等有關系，系統的誤差是不能夠避免，只能夠通過間接的方法進行修正或者改進。測量的誤差主要是由于測量人員的疏忽造成的誤差，測量誤差出現的概率滿足概率統計分布規律，通過利用多次測量取平均值的方法，可以有效的減少測量的誤差。二、井下作業提升系統井架安全性影響因素

井下作業井架在工作時，會面臨到各種各樣的腐蝕和損害，包括拆卸和安裝過程中造成的損害，惡劣的天氣對于井架的損害和腐蝕，導致了井下作業井架存在著各種各樣的缺陷。井下作業井架的變形，當井架系統安裝完畢后，就會存在井架系統的變形，即使是新井架在安裝完畢后，也會存在一定的變形，只是變形的量較小。隨著井架工作年限的增長以及反復的拆卸和安裝，井下作業的井架系統的變形量會不斷的增大，如果變形的量過大，將會影響到井架整體的強度。桿件構件的彎曲也是影響到井架安全性的重要因素，井下作業井架系統中，桿件構件彎曲的數目和彎曲的程度是衡量井架性能的重要指標。在井下作業提升系統實際應用中，由于作業井架支腿的彎曲而造成井架系統強度下降的現象，已經非常的普遍。井架的腐蝕也是影響到井架安全性的重要指標。節點強度的大小直接會影響到井架整體的結構強度，節點的強度主要包括各個部件的焊接處和螺栓螺母連接處的強度。井下作業提升系統井架整體的受力平衡性，也會影響到井下井架的安全性，在井架的設計時，設計非常重要的一個標準是，整個井架所受到的力要平均的分不到四個支腿上，但是在實際的安裝使用過程中，由于地形、井架本身結構等原因，井架四個支腿受力的不均勻性，造成了系統的偏心，系統的偏心會大大的影響到井架工作的穩定性和安全性。通過以上對影響到井架安全性的影響因素分析，為以后作業井架的設計和使用奠定了基礎。

結束語

井下作業是油田持續高效生產的重要的保證，井下作業提升系統是完成各項井下作業任務的基礎，井架作為提升系統的核心部件，其工作的穩定性和安全性需要重點的研究。當井架受到外界的載荷之后，井架會發生相應的變形，變形的大小和載荷的大小有關，載荷越大，變形越嚴重。應變片的性能直接制約著測試的準確性，因此需要盡量的選取靈敏度高的應變片，在使用之前要進行應變片的校正。井下作業井架系統中，桿件構件彎曲的數目和彎曲的程度是衡量井架性能的重要指標。

[1]裴峻峰等.評估石油井架工作壽命及可靠性的新方法[J].石油機.1997,25(5):17-18.

[2]于長武.石油鉆井井架缺陷分析[D].黑龍江大慶：大慶石油學院,1997.