折疊式防噴裝置的研發

宋紹龍

摘要：目前油田分層注水井測試大多使用整體式高壓測試防噴裝置，該裝置的防噴管管口距離地面一般在 3.5m左右，且井口壓力最高可達20MPa，操作人員需爬上防噴裝置作業，存在著很大的不安全因素，而且勞動強度大。新型的折疊式防噴裝置可以很好的解決這一問題。

關鍵詞：折疊式 ?防噴 ?免爬

一、前言

井口防噴裝置主要用在油井、水井等使用電纜或鋼絲帶壓下井的測試作業中，為儀器帶壓下井作業提供壓力緩沖區和儀器通過的過渡區。并在儀器起下井過程中動態密封或靜態密封井口，使井口無壓力流體泄漏，同時具有處置異常情況發生的能力。

二、傳統防噴裝置的安全隱患

傳統的油田測試防噴管，其主要采用一根Φ73規格的油管、一頭安裝相應的油管節箍、一頭安裝250閘門卡箍頭而組成。加上防噴堵頭、天滑輪、地滑輪、可掛在防噴管的操作梯子，總后組成測試防噴裝置系統。這種防噴裝置具有高空、高壓、滑倒等不同的安全隱患，且對人員的心理素質要求較高，勞動強度不低，不利于人身安全。

傳統裝置的防噴管管口距離地面4米，操作人員需要爬上距地面2.5米的無防護欄平臺進行作業，操作過程中存在很多不安全因素：

（1） 操作平臺面積小，無法安裝護欄，且沒有安全帶懸掛裝置。

（2） 作業過程中，操作人員要將長2米，重20公斤的測調儀器手動舉升投放和舉升防噴管，操作過程勞動強度大，容易對身體造成疲勞性損傷，且增加高空作業安全風險。

（3） 遇大風或雨雪天氣，井口操作人員容易發生打滑摔傷事故，傳統防噴裝置存在較大安全隱患。

三、折疊式防噴裝置設備特點

在油田試井、測井作業時（特別是注水井測調聯動項目中）使用本裝置可實現免舉升操作，投放和起升儀器均在地面操作，無需再爬上兩米高空起下儀器。該裝置經過有資質的檢測單位進行了強度檢測，出具合格證明，在使用上有了安全的保證。本舉升裝置設有逆向液壓蝸輪蝸桿機構，在輕質高強度洛鉬合金管的豎起和放倒過程中省力安全，并且可在任何角度實現間歇停放，以便進行各項操作。所以，在節省人工的同時也從根本上杜絕了安全事故的發生。

四、技術指標

耐壓（內壓）：40MPa

通道內徑：56mm

舉升力：1000Kg

重量：約70kg左右（包括天地滑輪）

總高度：2.9m（包含天滑輪頂端）

防噴管長度：2.0m（可根據要求配備不同長度防噴管）

五、結構及原理

1.結構組成

本舉升裝置主要有四部分構成，天地滑輪、底座、高壓輕質鈦合金管，其中底座上設有固定的蝸輪和活動的蝸桿機構，當旋轉蝸桿的時候，由于蝸輪是固定在底座上就使得蝸桿邊旋轉邊沿著蝸輪上下爬行，利用蝸桿的爬行升力旋轉舉升或下放測井管主體。

2.結構設計涉及的安全因素

該裝置從選材到結構設計充分的考慮了安全方面的要素。首先，分體式的結構使得安裝過程變得輕便省力，鈦合金管材高強度、低密度的性質不僅符合耐壓指標，還讓搬運過過程簡便，降低了物體打擊的概率。其次，蝸桿機構是該裝置的核心結構，將人員的操作方式從上下空間轉為地面的平面操作，提高了操作的穩定性，避免了人員的高空作業危險。最后，天地滑輪的組合降低了防噴裝置橫向受力的大小，避免井下儀器異常受卡，而將防噴裝置拉彎、甚至拉斷。

六、安裝操作注意的安全事項

1、安裝底座。首先將底座牢固有效的安裝在井口上（依據采油樹的不同結構選配適當的底座），根據現場的情況調整底座的朝向（和測試車相適應），將舉升蝸桿旋至蝸輪的下方（依據井口的高度適當調整）。正確的安裝底座以保證測試過程中的密封狀態。

2、連接輕質高強度洛鉬合金管。兩個人抬起高強度洛鉬合金管主體，使下端的支架夾板朝向地面，夾板的開口槽分別對準底座蝸輪中心軸的兩端并用力推進到位，迅速安裝兩側的安全鎖片，調整測井管和底座的相對角度使蝸桿端部的圓孔對準支架夾板上的孔，插進軸銷并旋緊軸銷端部螺母以防脫落。合金管的安裝連接須將各部連接牢固，保證系統的安全、穩定。

3、將開口扳手安裝在蝸桿外露端的四方軸頭上，擺動扳手使高強度洛鉬合金管做上或下擺動到適當角度，旋進高強度洛鉬合金管下部限位螺栓，依次安裝測試儀器或工具、測井盒、天滑輪等。

4、舉升輕質高強度洛鉬合金管的過程中，擺動扳手用力要均勻，速度和頻率要適當，以免高強度洛鉬合金管的振擺幅度過大發生危險，待高強度洛鉬合金管豎起與地面垂直時（錐度連接頭完全吻合），旋緊連接螺母（用錘頭等重物敲擊）完成安裝。

5、旋出限位螺栓（密封圈不能露出），關閉放空閥門，按照相關的操作規程進行下放儀器和工具，進行測試操作。另外在進行起拔水嘴等加力作業時必須加裝地滑輪，改善測井管的受力載荷，增加安全性。

6、完成井下測試操作后，起升儀器時也要加裝地滑輪，防止突然遇阻發生意外。

7、待儀器完全進入輕質高強度洛鉬合金管主體后，關閉井口閥門、旋進限位螺栓、打開放空閥門。

8、在起升和下放測井管時務必保證高強度洛鉬合金管下方不能有人員，以防不測。

七、實際應用效果

折疊式防噴裝置，很好的解決了水井測試過程中的高空墜落、滑到、操作不便的不利因素，提高安全保障的同時，也提高了測試效率，減輕了人員勞動強度，有利的將工作方法進行了改變。對各測試車輛及設備定期進行保養維修處理，以保證設備的正常運行。環保方面，水井測試配備水桶、帶控制閥門的溢流管，減少現場溢流量。

該裝置使用至今，已使用超過300井次，安裝過程由以前的10分鐘減少至8分鐘，平均每次節約操作時間約2分鐘，老式傳統防噴裝置操作至少需要三人進行配合，而新型防噴裝置只需兩人即可。裝置保養簡單，只需一月對渦輪機構進行一次潤滑保養即可。目前，在使用過程中還未發生過一次傷人事件。

該防噴裝置各項經使用檢驗之后，各項指標均符合要求，得到使用人員的好評。

八、結論

新型的折疊式防噴裝置，改變了傳統的測試操作方法。將復雜而危險的測試過程簡便化，安全化，儀器的操作均在地面完成后，只需使用蝸輪蝸桿機構將防噴管舉升上去即可。消除了高空作業危險，降低冬季作業過程的滑到風險。同時保證了測試效率，降低人員操作強度。最終在安全的前提下，高效的完成測試工作。