海洋石油平臺井口定壓放氣閥的不停產更換

晏　萊，高秉峰，武海波，肖亞瓊.海洋石油工程股份有限公司，天津30045.天津現代職業技術學院，天津300350

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海洋石油平臺井口定壓放氣閥的不停產更換

晏萊1，高秉峰1，武海波1，肖亞瓊2
1.海洋石油工程股份有限公司，天津300452
2.天津現代職業技術學院，天津300350

摘要：海洋石油平臺井口區通常安裝定壓放氣閥，用于電潛泵井套管壓力調節和確保油氣的順利外輸，為此對老化的定壓放氣閥需要及時更換。對井口定壓放氣閥實施不停產更換，可避免造成原油產量的較大損失。結合JZ9- 3E平臺井口定壓放氣閥的不停產更換工程，較詳細地介紹了在保持生產系統正常運行的情況下，通過在井口套管翼閥上安裝臨時定壓放氣閥伴生氣管道，讓井口區伴生氣系統處于隔離狀態，從而實現安全、快捷地更換井口定壓放氣閥的整個過程。實踐表明，該新工藝的實施降低了工程成本，縮短了工期，產生了良好的經濟效益。

關鍵詞：海洋平臺；井口定壓放氣閥；不停產；更換工藝

海洋石油平臺井口區通常安裝有定壓放氣閥，用于電潛泵井套管壓力調節，將套管伴生氣通過放氣閥排入輸油（氣）管匯，以控制合理的電泵吸入口沉沒度，防止潛油電泵因發生氣鎖而導致欠載停泵，保證電泵正常運行，提高泵效、產量［1］。通過控制套管伴生氣的排放量，維持流程壓力與流量的安全穩定性，確保外輸的順利實施。為了保證井口定壓放氣閥的工作精度，對老化的定壓放氣閥需要及時更換。

JZ9- 3E平臺井口定壓放氣閥的不停產更換過程，經歷了保持生產系統不停產，即處于運行狀態的情況下，在井口套管翼閥上安裝臨時定壓放氣閥伴生氣管道，井口區伴生氣系統處于隔離狀態，安全、快捷地更換定壓放氣閥的整個工作過程。項目組通過優化設計，按照合同的要求，在確保安全和方便操作的前提下，盡可能地降低了工程造價和操作費用。JZ9- 3E平臺井口定壓放氣閥更換項目的更換方案，經中海油天津分公司遼東作業區、中海油天津分公司工程部聯合驗收確認，認為實現了“低風險、低成本、實用性強”的目標。

1　井口定壓放氣閥結構

井口定壓放氣閥的結構如圖1所示。

2　井口定壓放氣閥的不停產更換方案

在海洋石油平臺井口定壓放氣閥的不停產更換過程中，井口區附近通常還需要拆除與井口定壓放氣閥相連的附屬伴生氣管道。由于管道系統內有大量的油氣存在，因此即使油井停產后的改造過程也具有相當的風險，若要實現管道的不停產拆除，就要對拆除工藝提出更高的要求［2- 4］。具體的不停產拆除方案為：保留與原油生產管道連接的伴生氣管段及閥門，在采油樹另一側的套管翼閥處安裝臨時伴生氣出口管段，并與臨時定壓放氣閥入口（即原油管道預留口）連接。該方案既充分保證了原油管道的正常生產，又避免了由于拆除伴生氣管道而造成的油井停產，從而安全隔離了改造系統和生產系統，使改造能夠安全、快捷地進行。其流程見圖2。

圖1　定壓放氣閥結構示意

3　項目不停產改造過程

（1）與平臺操作人員一起現場確認施工方案，確認預制場地，清理預制、施工場地，備好消防器材。

（2）連接處于油井另一側套管翼閥的2 in （1 in = 25.4 mm）預留口球閥至3 in生產管匯預留口間的臨時伴生氣軟管（2 in高壓軟管）。

圖2　臨時管道不停產改造伴生氣管道的流程示意

（3）拆除需改造伴生氣系統管道的保溫及伴熱設施，拆除時要注意保留保溫及伴熱設施的完整性，以備管道改造完畢后伴熱、保溫設施的恢復。

（4）與平臺人員配合，關閉油井伴生氣出口翼閥，圖2云線內與3 in原油管道相連的單流閥前的2 in球閥（云線內的系統保留范圍）同時關閉。之后對套管翼閥與2 in球閥間的管道進行卸壓。完全卸壓后，將管道內殘存的介質排放干凈，然后拆除該管段。

（5）預制2 in伴生氣管道，預制時要十分注意法蘭孔與管道彎頭間的角度，確保管道安裝后受力均勻，過渡自然。對已預制完成的2 in伴生氣管道進行法蘭間的連接和少部分焊接，管道上依次安裝球閥、截止閥、新定壓放氣閥。

4　項目不停產改造工程實例

現以JZ9- 3E平臺項目A1井的安裝為例，介紹項目的不停產改造的具體過程。

（1）在中層甲板吊貨區，沿周圍防護欄搭設擋風蓬，保證焊工作業的正常進行；集裝箱放置于上層甲板（第一個存放檢驗設備，第二個存放防凍液、螺栓、螺母、試壓泵等易損易丟物品和需防護的設備，第三個用于存放定壓放氣閥等貴重物品）。氧氣瓶和乙炔瓶分別放置在平臺東側兩處，氬弧焊機和磁力切割機分別放置于吊裝處東側和西側，測爆儀由安全員進行管理和使用。

（2）觀察、測量A1井的舊管道走向，而后確定新管道的更改線路。根據現場環境以及周圍設施，繪制圖3所示的ISO圖，按照和業主商定的原則打印出ISO圖并簽字，再分別交予檢驗人員和施工人員。

圖3　ISO圖紙

（3）根據圖紙進行A1井新管道的預制、組對、焊接、連接，同時拆除A1井舊管道保溫和電伴熱，最后拆除A1井原伴生氣管道。

（4）檢驗人員對施工作業進行巡檢和外觀檢驗。考慮到無損探傷設備的射線危害，射線作業均安排在夜間進行，工作內容是：從所有的焊道中隨機抽取20％進行拍片檢驗。一口井（5～6個焊道）拍片約需要6～8 h。

（5）按以下步驟進行水壓、氣密試驗：

第一，試驗區域警示帶隔離。將連接好的管道從法蘭處分三段拆除，移至甲板東側，并將三個管段相連，出口處用盲法蘭封堵，接試壓泵和壓力表，平臺北側分別為公用水管和公用氣管，通過橡膠管接入試壓泵，試壓泵另一端口通過儀表管連接試壓管段。

第二，開始壓力試驗。當時的遼東作業區氣溫接近- 20℃，試壓管道中裝入的是防凍液，凝結點為- 25℃（盡管防凍液在這個溫度下可以使用，但仍然要防止橡膠管在打入水之后很快就被凍住的情況出現），水壓試驗要求的壓力為24 495 kPa（G），在打壓時應緩慢增壓，直至達到上述數值，然后保壓1 h，在確定壓力穩定之后，現場由業主方確認試驗結果。

第三，試壓完成后，管段回裝到A1井采油樹，完成這項工作之后，進行氣密試驗，氣密試驗要求壓力為700 kPa（G），同樣，在打壓時要緩慢地增壓，直至達到上述數值，保壓時間為1 h。

第四，完成上述兩項工作后，用砂輪機進行焊縫除銹，然后補漆。

（6）最后電伴熱恢復，保溫恢復。

5　改造技術的特點

（1）實現了不停產施工（若停產改造，每口井至少要停產2 d，此次JZ9- 3平臺共改造8口油井，相當于須單井停產至少16 d，這將造成原油產量的較大損失）。

（2）系統隔離，安全性高，保證了改造過程中焊接作業等不與油氣接觸。

（3）保留了部分管段，減少了施工量。

（4）節約了大量施工材料成本。拆除管道系統中符合標準的工藝閥門和螺栓、螺母得以重復使用，并充分利用了平臺現有的高壓軟管。

6　結束語

隨著我國海洋石油不斷地向深水區域發展，海上平臺日益增多，定壓放氣閥作為井口管道連接必不可少的設備必將在海洋石油勘探、開發以及海洋設施安裝、檢測等方面扮演越來越重要的角色。由于該技術是在對實踐經驗的大量總結后改進的，其效益已在平臺的實際改造中得到了證明，因而可進行推廣應用，以縮短工期，產生效益。

參考文獻

［1］程艷會，嚴長青，車海燕，等.一種新型井口定壓放氣閥［J］.石油機械，2004，32（12）：62.

［2］佘澤華，李文華，費國興.套管定壓放氣閥在抽油泵采油中的應用［J］.石油機械，1998，26（12）：25- 26.

［3］李秀錦，唐鑫.靖安油田井口套管氣回收技術應用研究［J］.石油天然氣學報，2005，27（4）：519- 514.

［4］馬金喜.錦州9- 3油田東區調整開發工程依托主電站方案可行性分析［J］.中國海洋平臺，2007，22（5）：52- 54.

Replacement of Constant- pressure Relief Valve at Offshore Platform Wellhead in Non- stop Production

YAN Lai1，GAO Bingfeng1，WU Haibo1，XIAO Yaqiong2
1. China Offshore Oil Engineering Co.，Ltd，Tianjin 300452，China
2. Tianjin Modern Vocational Technology College，Tianjin 300350，China

Abstra ct：Aging constant- pressure relief valve at offshore platform wellhead needs replacing timely. Its replacement in non- stop production can avoid oil production loss. This paper illustrates the replacement of constant- pressure relief valve at JZ9- 3 E platform wellhead in non- stop production. The temporary associated gas piping of constant- pressure relief valve is installed at the flutter valve of wellhead casing pipe to insulate the wellhead associated gas system for safe and quick replacement of the constant- pressure relief valve. The implementation practice shows that the new technique can save cost and shorten work period.

Keywords：offshore platform；constant- pressure relief valve；non- stop production；replacement process

doi：10.3969/j.issn.1001- 2206.2016.03.009

作者簡介：

晏萊（1982-），男，湖北隨州人，工程師，2008年畢業于西安石油大學化工過程機械專業，碩士，現主要從事FPSO解脫、拖航、連接及單點系泊系統安裝、維修改造方面的工作。

Email：yanlai@mail.cooec.com.cn

收稿日期：2015- 12- 27