東北地區鉆井設備的冬季保溫措施

趙宇，張國輝，蔡理想，郭成明，張偉

(渤海鉆探工程有限公司第三鉆井工程分公司吉林項目部，天津 300280)

0 引言

當今社會，國內經濟發展迅速，各項產業對于石油的需求量日益增大，國內原油產量不足，促使北方部分高寒地區油田將冬季生產納入日常生產活動中。吉林地區冬季環境溫度最低可達-35 ℃，黑龍江地區冬季環境溫度最低可達-40 ℃，因此，如何對鉆機設備設施做好冬季生產的冬防保溫工作，避免因環境溫度過低引起設備損壞而延誤生產進度，顯得尤為重要[1-3]。本文針對高寒地區鉆機設備保溫工作進行介紹和探討。

1 冬季生產物資物料準備工作

高寒地區作業的鉆井隊在入冬之前需要進行越冬物料及設備設施統計，如表1所示。

表1 冬季生產部分所需物料及設備設施(參考)

表1中，毛氈用于柴油管線的包裹保溫；電熱棒用于生產水罐的加熱；油酊類防爆電暖氣用于井場氣瓶房、各處泵倉內水(油)泵及泵倉管線的保溫；設備設施所用的潤滑油及冷卻液應按照說明書要求，挑選高寒地區適用的品類。

2 井場內部保溫措施

井場內部保溫措施主要有：鍋爐保溫；保溫棚搭建；電保溫；其他保溫措施。

3 保溫措施及相關要求

3.1 鍋爐

每個鉆井隊現場應配備1臺型號為1 t、壓力為0.7～1.0 MPa的燃油蒸汽鍋爐及相關配套設施，如果區塊中作業的鉆井隊超過4支，應按照實際需求，每個區塊備用1臺鍋爐，并保證備用鍋爐能在3 h內到井投入使用，以免鍋爐故障蒸汽供應不足造成損失。

蒸氣管線鋪設范圍為鉆臺、機房、循環罐區、油罐4個區域，要求每個區域鋪設1根主蒸汽管線，并留有足夠數量的三通變徑接頭(鉆臺面2個接口、鉆臺底座2個接口、固井水罐2個接口、氣瓶房1個接口、柴油機2個接口、油罐1個接口、泵房2個接口、每循環罐2個罐1個接口)，以滿足鉆井隊高溫耐壓橡膠管線及散熱片接出需求。

3.2 保溫棚

搭建范圍為鉆臺上下、機房、泵房、循環罐區、節流管匯、壓井管匯、油罐、遠程控制臺。鉆臺下部和機房須分離搭建、除油罐不封頂外其余保溫棚均需要封頂(循環罐頂部須采取部分拉簾式封頂方式)。在保溫圍布適當位置進行開窗設計，以滿足甲方作業視線需求。保溫棚鐵管直角采取端部防磨處理。保溫棚鐵管直徑為5.0 cm、壁厚為2.0 cm以上，長度及數量滿足現場作業需求，鐵管卡子間距立根不大于2.0 m、以保證保溫棚的穩定性可抵御6級以下風力。圍布四周采用輕便、防風、防火阻燃的材料，頂部采用透光透氣性能較好的帆布，具體數量滿足現場需求。保溫棚搭建須充分考慮鉆機平移需求，須將保溫架固定在設備本體上，保證鉆機平移過程中鉆臺、機房、泵房保溫棚可隨設備同步移動，避免二次拆裝。

3.3 電保溫

須采用36 V防爆變壓器和安全電壓保溫用電伴熱帶，變壓器箱位置擺放合理，做架高處理，禁止直接擺放于地面，變壓器輸入輸出端有標識，接地可靠。輸入防爆變壓器的電源應設置漏保裝置，防爆變壓器輸出的電源線應使用2×6 m2的橡套電纜，所承載的電伴熱帶長度應與變壓器功率匹配，且長度小于30 m。在電源線與電伴熱帶之間、電伴熱帶與電伴熱帶之間使用防爆接線盒連接，電伴熱帶的尾端使用防爆端子密封。接線盒及端子無裂痕或損壞，密閉有效，銅絲或電熱絲無裸露，接頭處無遮擋便于檢查。電伴熱帶無扭結，外皮無破損。電伴熱帶纏繞間距不得小于200 mm，纏繞松緊適度，與金屬棱角處有防磨措施；使用保溫材料包裹，外層使用阻燃塑料布包扎嚴密。安裝保溫設施時，儀表、黃油嘴等日常檢查、維護、保養部位不能被包裹；設備設施連接處應使用防爆接線盒連接電伴熱帶，不宜使用超長電伴熱帶。電保溫包括鉆機地面設備和井控設備電熱保溫套、電熱帶、防爆變壓器、防爆控制柜、及配套設備設施等。

主要保溫部位為節流管匯(包括8#、10#閘閥及其管線)、壓井管匯、內防噴管線，遠程控制箱氣泵及其管線、氣管纜、回收管線、節控箱與司控箱連接氣管線、反循環壓井管線、液動節流閥控制管線、空氣包及法蘭、加重裝置、泵安全閥及泵的泄壓管線、高低壓管線及其閥門組、壓力表、鉆臺閥門組、1#罐泵倉閥門組、灌漿管線、儲備罐連通管、鉆機氣源氣管排、泥漿罐連接管、泥漿泵上水管、立管及備用立管、固井水罐閘門組及其管線、防碰天車、機房主氣管線、氣瓶放氣口、營區上水及排水管線。

3.4 其他保溫措施

設備所有裸露在外的氣源管線需要使用保溫材料進行包裹，氣控箱、閥島箱內加裝電熱板保證箱內的溫度在2～5 ℃。井場柴油管線，套裝水罐至泥漿循環罐的供水管線需要與蒸汽管線敷設在一起，用保溫材料包裹好后埋入地面，埋深不小于10 cm。井場套裝水罐、宿舍區生活水罐、宿舍區收污罐、絞車伊頓剎車冷卻水罐內放入防爆電熱棒，保證水溫在10 ℃左右。將柴油罐進行改造，內部設置蒸汽管線，將鍋爐蒸汽管線通入，保證柴油溫度在15～20 ℃，避免柴油結蠟堵塞輸油管線。鉆臺保溫采取二層圍板和帆布相結合的保溫方式，二層圍板用于防風，將帆布掛在圍板內側，堵住縫隙，使防風效果更好。

4 鉆井施工過程中設備使用的一些注意事項

4.1 氣路

氣路干燥裝置要在入冬前做好換藥和檢修工作，確保工作正常，氣瓶每20 min放水一次。主氣路系統上安裝放水閘門，每30 min放水一次；氣路管線、控制開關、繼氣器應采取有效的保溫措施。設備運轉期間所有氣開關應每10～15 min活動一次，起游車中途離合器開關活動不少于二次。重錘式防碰天車氣開關用保溫材料進行保溫，每30 min活動一次防碰天車開關。保持氣開關、繼氣器等氣控元件的清潔衛生，防止進水凍結。

4.2 鉆井泵及高壓管線

作業前檢查方鉆桿、水龍頭、水龍帶是否暢通；使用前應對安全閥、壓力表、閘門組等進行預熱。鉆井泵短時停用應將噴淋泵內的水放凈。長時間停泵，可用壓縮空氣排除高低壓循環管線中的鉆井液，拆除凡爾，放空泵內的鉆井液或保持間歇循環。鉆井泵長期不用時，應拆除液力端閥件，排空高低壓管線及閘門組內的鉆井液。高低壓管線不用時，應倒好閘門，放空管線內的鉆井液。鉆井施工中應保持回水閘門和低壓管線不凍結。

4.3 柴油機、發電機

柴油機、發電機冷車啟動前應預熱機油，盤車2圈以上無卡滯方可啟動，短時間停用，要注意跑溫；使用好保溫套(墊)。必須使用預供油泵供油，使壓力升到0.05～0.2 MPa方可啟動。禁止將繼氣器芯桿拿出。啟動后應全面檢查油壓、溫度等情況，并使柴油機暖機。

待各部位運轉正常后，冷卻液溫度升到45 ℃以上，方可帶負荷運轉。動力機停用且無法跑溫時，要放凈油、水(加防凍液的除外)。190柴油機放水時應特別注意卸掉機油冷卻器端蓋、中冷器絲堵，2000系列柴油機拆開中冷器絲堵，3000系列柴油機的多功能支架絲堵，并用壓縮空氣吹凈余水。壓風機(自動、電動)啟動前應用蒸汽預熱機油和機體。更換機油時應熱車更換。

4.4 固控設備

離心機、加重泵、水泵、除砂泵等啟動前應盤動2圈以上，正常后啟動。加重漏斗使用完畢后要及時放空鉆井液，管線應采取保溫措施或放空鉆井液，保證暢通。鉆井液藥劑罐和出口閘門、管線應用蒸汽加溫，防止凍結。固控設備(除砂器、除泥器、砂泵、離心機等)短時間停用時要定期活動，長時間停用時應將內部的鉆井液放空，清洗干凈。

5 結語

經過三個月的生產活動，鉆機設備設施運轉正常，未因野外溫度過低而出現損壞和管線凍堵現象。由于設備運轉期間也會散發一定熱量，因此保溫棚內實際溫度比預計溫度高出2～3 ℃，保溫效果良好，符合預期，保溫措施能夠保證高寒地區冬季施工正常作業。