CN107642343A - 一种油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，包括以下步骤：1.施工前期准备：挖工作坑、安装冷冻盒、加入冷冻介质、持续冷冻1小时、检查表套泄压阀；2.环空介质检查；3.制作油套环空冷冻桥塞；4.制作油管冷冻桥塞；5.更换阀门：先更换1号阀门：再更换2号阀门：最后更换3号阀门。本发明采用冷冻暂堵剂形成冷冻桥塞封堵主控阀以下的空间，实现压力隔断，从而更换主控阀的施工的方法，克服了常规压井换阀工艺的高风险、高投资、周期长的局限性，不压井，不影响产量，安全高效，可以在带压油气井中使用，也能满足带压流程、输气管线中更换阀门的需要，实现了高压气井主控阀安全高效的更换。

Description

一种油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺

技术领域

本发明涉及油气田勘探和开发领域的油气井主控阀带压维护作业，具体涉及一种油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺。

背景技术

油气井投入生产以后，随着时间的推移，井口阀门会逐渐老化，出现泄漏、锈蚀失效，无法开关控制井内流体，既影响油气井的正常生产，又潜伏着井口失控油气冲出井口造成环境污染、人员伤亡、设备设施损坏等各种恶性事故的发生。

油气井井口主控阀包括1号阀、2号阀和3号阀。其中1号阀是油气井油管通道的第一个阀门，2号阀和3号阀分别为井口两侧油套环空通道的第一个阀门，通常更换这几个主控阀要采取循环压井法，用合适密度的压井液置换井内带压的流体封隔井底压力，然后才能更换阀门。压井换阀工艺具有成本高、施工过程复杂、施工周期长、作业风险高的特点，换阀后还要排出井内压井液，工程浩大，还有压井后产量剧减甚至再出现压死(无产出)的情况。

发明内容

本发明的目的是解决高压气井主控阀出现泄漏、锈蚀失效等情况时难以更换的问题。

为此，本发明提供了一种油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，包括以下步骤：

步骤1)施工前期准备

在待更换阀门的油气井井口的表层套管四周挖工作坑，工作坑包围表层套管并呈长方体形，然后在工作坑内为表层套管安装冷冻盒，向冷冻盒内加入冷冻介质，并持续冷冻1小时，检查表层套管是否已安装泄压阀，如未安装，则在表层套管上带压打孔并在打孔处安装泄压阀，如已安装，则进行下一步；

步骤2)环空介质检查

检查表层套管与技术套管之间的环空是否充满介质，如未充满，则通过泄压阀通道向环空内泵入暂堵剂，直至环空充满介质；

步骤3)制作油套环空冷冻桥塞

表层套管与技术套管之间的环空充满介质后，持续向冷冻盒内添加冷冻介质冷冻油套环空，然后在油气井井口5号阀门上连接暂堵剂注入装置，对暂堵剂注入装置的注入通道进行试压，如试压不合格，则更换不合格组件并重复试压，直至试压合格，合格后打开5号阀门、2号阀门向油套环空内注入暂堵剂，直至暂堵剂充满油套环空，然后关闭5号阀门、2号阀门，拆卸暂堵剂注入装置，再次向冷冻盒里持续添加冷冻介质冷冻油套环空，直至暂堵剂在油套环空形成油套环空冷冻桥塞；

步骤4)制作油管冷冻桥塞

在油气井井口7号阀门上连接暂堵剂注入装置，然后对暂堵剂注入装置的注入通道进行试压，如试压不合格，则更换不合格组件并重复试压，直至试压合格，合格后依次打开7号阀门、4号阀门、1号阀门向油管内注入暂堵剂，直至暂堵剂充满油管，然后关闭7号阀门、4号阀门、1号阀门，拆卸暂堵剂注入装置，向冷冻盒里持续添加冷冻介质冷冻油管，直至暂堵剂在油管形成油管冷冻桥塞；

步骤5)更换阀门

501.更换1号阀门：打开7号阀门、4号阀门、1号阀门，释放井口压力，压力降为0时，在7号阀门处连接试压泵，进行反向试压，如果反向试压不合格则向冷冻盒里持续添加冷冻介质冷冻油管，重复反向试压，直至试压合格，拆除1号阀门及其所有组件，安装新的1号阀门，然后安装其他组件；

502.更换2号阀门：打开5号阀门、2号阀门，释放井口压力，压力降为0时，在5号阀门处连接试压泵，进行反向试压，如果反向试压不合格则向冷冻盒里持续添加冷冻介质冷冻油套环空，重复反向试压，直至试压合格，拆除2号阀门及其所有组件，安装新的2号阀门，然后重新安装其他组件；

503.更换3号阀门：打开6号阀门、3号阀门，释放井口压力，压力降为0时，在6号阀门处连接试压泵，进行反向试压，如果反向试压不合格则向冷冻盒里持续添加冷冻介质冷冻油套环空，重复反向试压，直至试压合格，拆除3号阀门及其所有组件，安装新的3号阀门，然后重新安装其他组件，完成带压换阀，收尾，完成油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺。

所述工作坑是包围表层套管呈长6m、宽2m、深2m的工作面。

所述冷冻介质是干冰和甲醇。

所述冷冻盒是外径为1000mm、高度为800mm的两个半圆形铁桶组成的用卡箍密封并包覆于表层套管上的结构。

所述步骤2)中的环空介质是水泥或者水。

所述步骤3)中持续向冷冻盒内添加冷冻介质冷冻油套环空的时间为2小时。

所述步骤4)中持续向冷冻盒内添加冷冻介质冷冻油管的时间为10～12小时。

步骤3)和步骤4)中所述的对暂堵剂注入装置的注入通道进行试压，试压是水压力试压30MPa，30分钟压降小于0.7MPa。

步骤5)中所述的反向试压是水压力试压35MPa，15分钟压降小于0.7MPa。

本发明的有益效果：本发明提供的这种油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，采用冷冻暂堵剂形成冷冻桥塞封堵主控阀以下的空间，实现压力隔断，从而更换主控阀的施工的方法，克服了常规压井换阀工艺的高风险、高投资、周期长的局限性，不压井，不影响产量，安全高效，可以在带压油气井中使用，也能满足带压流程、输气管线中更换阀门的需要，实现了高压气井主控阀安全高效的更换。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺的流程图。

图2是油气井井口的阀门位置示意图。

附图标记说明：1、1号阀门；2、2号阀门；3、3号阀门；4、4号阀门；5、5号阀门；6、6号阀门；7、7号阀门；8、冷冻盒；9、冷冻介质；10、表层套管。

具体实施方式

实施例1：

为了解决高压气井主控阀出现泄漏、锈蚀失效等情况时难以更换的问题，本实施例提供了一种如图1和图2所示的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，包括以下步骤：

步骤1)施工前期准备

在待更换阀门的油气井井口的表层套管10四周挖工作坑，工作坑包围表层套管10并呈长方体形，然后在工作坑内为表层套管10安装冷冻盒8，向冷冻盒8内加入冷冻介质，并持续冷冻1小时，检查表层套管10是否已安装泄压阀，如未安装，则在表层套管10上带压打孔并在打孔处安装泄压阀，如已安装，则进行下一步；

步骤2)环空介质检查

检查表层套管10与技术套管之间的环空是否充满介质，如未充满，则通过泄压阀通道向环空内泵入暂堵剂，直至环空充满介质；

步骤3)制作油套环空冷冻桥塞

表层套管10与技术套管之间的环空充满介质后，持续向冷冻盒8内添加冷冻介质冷冻油套环空，然后在油气井井口5号阀门5上连接暂堵剂注入装置，对暂堵剂注入装置的注入通道进行试压，如试压不合格，则更换不合格组件并重复试压，直至试压合格，合格后打开5号阀门5、2号阀门2向油套环空内注入暂堵剂，直至暂堵剂充满油套环空，然后关闭5号阀门5、2号阀门2，拆卸暂堵剂注入装置，再次向冷冻盒8里持续添加冷冻介质冷冻油套环空，直至暂堵剂在油套环空形成油套环空冷冻桥塞；

步骤4)制作油管冷冻桥塞

在油气井井口7号阀门7上连接暂堵剂注入装置，然后对暂堵剂注入装置的注入通道进行试压，如试压不合格，则更换不合格组件并重复试压，直至试压合格，合格后依次打开7号阀门7、4号阀门4、1号阀门1向油管内注入暂堵剂，直至暂堵剂充满油管，无法注入为止，然后关闭7号阀门7、4号阀门4、1号阀门1，拆卸暂堵剂注入装置，向冷冻盒8里持续添加冷冻介质冷冻油管，直至暂堵剂在油管形成油管冷冻桥塞；

步骤5)更换阀门

501.更换1号阀门：打开7号阀门7、4号阀门4、1号阀门1，释放井口压力，压力降为0时，在7号阀门7处连接试压泵，进行反向试压，如果反向试压不合格则向冷冻盒8里持续添加冷冻介质冷冻油管，重复反向试压，直至试压合格，拆除1号阀门1及其所有组件，安装新的1号阀门1，然后安装其他组件；

502.更换2号阀门：打开5号阀门5、2号阀门1，释放井口压力，压力降为0时，在5号阀门5处连接试压泵，进行反向试压，如果反向试压不合格则向冷冻盒8里持续添加冷冻介质冷冻油套环空，重复反向试压，直至试压合格，拆除2号阀门2及其所有组件，安装新的2号阀门2，然后重新安装其他组件；

503.更换3号阀门：打开6号阀门6、3号阀门3，释放井口压力，压力降为0时，在6号阀门6处连接试压泵，进行反向试压，如果反向试压不合格则向冷冻盒8里持续添加冷冻介质冷冻油套环空，重复反向试压，直至试压合格，拆除3号阀门3及其所有组件，安装新的3号阀门3，然后重新安装其他组件，完成带压换阀，收尾，完成油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺。

与现有冷冻暂堵技术不同的是，制作好所有冷冻桥塞后，再更换阀门，且制作冷冻桥塞的工艺和更换阀门程序也比较特别，更换阀门必须是先1号阀门，后2号阀门、3号阀门，因为1号阀门最远，最不容易制作冷冻桥塞，所以在整个更换阀门的过程中，只要能达到1号阀门更换的条件，2、3号就不会有任何问题。反之，如果先期更换了2、3号，则不能保证1号的更换条件。

本实施例提供的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺解决了高压气井主控阀出现泄漏、锈蚀失效等情况时难以更换的难题，采用冷冻暂堵剂形成冷冻桥塞封堵主控阀以下的空间，实现压力隔断，从而更换主控阀的施工的方法，克服了常规压井换阀工艺的高风险、高投资、周期长的局限性，实现了高压气井主控阀安全高效的更换。

需要说明的是，暂堵剂注入装置是现有技术，其具体的结构不作为本发明的保护点，在此不作详细的说明。另外，油气井井口阀门位置如附图2所示，其中1号阀门是油气井油管通道的第一个阀门，4号阀门安装于1号阀门的正上方，7号阀门安装于4号阀门正上方，2号阀门和5号阀门、3号阀门和6号阀门分别安装于井口两侧油套环空通道上。以上油气井井口阀门的位置和结构属于现有结构，是油田通用的油气井井口结构，在此不作详细说明。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述工作坑是包围表层套管10呈长6m、宽2m、深2m的工作面。不同于常规的圆柱形，本实施例的工作坑呈长方体形，方便工作人员在套管上进行各种作业。

实施例3：

在实施例1的基础上，所述冷冻介质是干冰和甲醇。甲醇为不消耗物质，干冰为消耗物，需每隔一定时间向甲醇内加入干冰，干冰和甲醇的混合物组成的冷冻介质相比只用干冰作为冷冻介质，冷冻时间更长、效果更优。

实施例4：

在实施例1的基础上，所述冷冻盒8是外径为1000mm、高度为800mm的两个半圆形铁桶组成的用卡箍密封并包覆于表层套管10上的结构。冷冻盒内圆直径为244.5mm(用于95/8"套管)和273.05mm(用于103/4"套管)。

实施例5：

在实施例1的基础上，所述步骤2)中的环空介质是水泥或者水。所述步骤3)中持续向冷冻盒8内添加冷冻介质冷冻油套环空的时间为2小时。所述步骤4)中持续向冷冻盒8内添加冷冻介质冷冻油管的时间为10～12小时。

实施例6：

在实施例1的基础上，步骤3)和步骤4)中所述的对暂堵剂注入装置的注入通道进行试压，试压是水压力试压30MPa，30分钟压降小于0.7MPa。步骤5)中所述的反向试压是水压力试压35MPa，15分钟压降小于0.7MPa。

本发明提供的这种油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，采用冷冻暂堵剂形成冷冻桥塞封堵主控阀以下的空间，实现压力隔断，从而更换主控阀的施工的方法，克服了常规压井换阀工艺的高风险、高投资、周期长的局限性，不压井，不影响产量，安全高效，可以在带压油气井中使用，也能满足带压流程、输气管线中更换阀门的需要，实现了高压气井主控阀安全高效的更换。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (9)

1.一种油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)施工前期准备

在待更换阀门的油气井井口的表层套管(10)四周挖工作坑，工作坑包围表层套管(10)并呈长方体形，然后在工作坑内为表层套管(10)安装冷冻盒(8)，向冷冻盒(8)内加入冷冻介质，并持续冷冻1小时，检查表层套管(10)是否已安装泄压阀，如未安装，则在表层套管(10)上带压打孔并在打孔处安装泄压阀，如已安装，则进行下一步；

步骤2)环空介质检查

检查表层套管(10)与技术套管之间的环空是否充满介质，如未充满，则通过泄压阀通道向环空内泵入暂堵剂，直至环空充满介质；

步骤3)制作油套环空冷冻桥塞

表层套管(10)与技术套管之间的环空充满介质后，持续向冷冻盒(8)内添加冷冻介质冷冻油套环空，然后在油气井井口5号阀门(5)上连接暂堵剂注入装置，对暂堵剂注入装置的注入通道进行试压，如试压不合格，则更换不合格组件并重复试压，直至试压合格，合格后打开5号阀门(5)、2号阀门(2)向油套环空内注入暂堵剂，直至暂堵剂充满油套环空，然后关闭5号阀门(5)、2号阀门(2)，拆卸暂堵剂注入装置，再次向冷冻盒(8)里持续添加冷冻介质冷冻油套环空，直至暂堵剂在油套环空形成油套环空冷冻桥塞；

步骤4)制作油管冷冻桥塞

在油气井井口7号阀门(7)上连接暂堵剂注入装置，然后对暂堵剂注入装置的注入通道进行试压，如试压不合格，则更换不合格组件并重复试压，直至试压合格，合格后依次打开7号阀门(7)、4号阀门(4)、1号阀门(1)向油管内注入暂堵剂，直至暂堵剂充满油管，然后关闭7号阀门(7)、4号阀门(4)、1号阀门(1)，拆卸暂堵剂注入装置，向冷冻盒(8)里持续添加冷冻介质冷冻油管，直至暂堵剂在油管形成油管冷冻桥塞；

步骤5)更换阀门

501.更换1号阀门：打开7号阀门(7)、4号阀门(4)、1号阀门(1)，释放井口压力，压力降为0时，在7号阀门(7)处连接试压泵，进行反向试压，如果反向试压不合格则向冷冻盒(8)里持续添加冷冻介质冷冻油管，重复反向试压，直至试压合格，拆除1号阀门(1)及其所有组件，安装新的1号阀门(1)，然后安装其他组件；

502.更换2号阀门：打开5号阀门(5)、2号阀门(1)，释放井口压力，压力降为0时，在5号阀门(5)处连接试压泵，进行反向试压，如果反向试压不合格则向冷冻盒(8)里持续添加冷冻介质冷冻油套环空，重复反向试压，直至试压合格，拆除2号阀门(2)及其所有组件，安装新的2号阀门(2)，然后重新安装其他组件；

503.更换3号阀门：打开6号阀门(6)、3号阀门(3)，释放井口压力，压力降为0时，在6号阀门(6)处连接试压泵，进行反向试压，如果反向试压不合格则向冷冻盒(8)里持续添加冷冻介质冷冻油套环空，重复反向试压，直至试压合格，拆除3号阀门(3)及其所有组件，安装新的3号阀门(3)，然后重新安装其他组件，完成带压换阀，收尾，完成油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺。

2.如权利要求1所述的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，其特征在于：所述工作坑是包围表层套管(10)呈长6m、宽2m、深2m的工作面。

3.如权利要求1所述的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，其特征在于：所述冷冻介质是干冰和甲醇。

4.如权利要求1所述的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，其特征在于：所述冷冻盒(8)是外径为1000mm、高度为800mm的两个半圆形铁桶组成的用卡箍密封并包覆于表层套管(10)上的结构。

5.如权利要求1所述的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，其特征在于：所述步骤2)中的环空介质是水泥或者水。

6.如权利要求1所述的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，其特征在于：所述步骤3)中持续向冷冻盒(8)内添加冷冻介质冷冻油套环空的时间为2小时。

7.如权利要求1所述的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，其特征在于：所述步骤4)中持续向冷冻盒(8)内添加冷冻介质冷冻油管的时间为10～12小时。

8.如权利要求1所述的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，其特征在于：步骤3)和步骤4)中所述的对暂堵剂注入装置的注入通道进行试压，试压是水压力试压30MPa，30分钟压降小于0.7MPa。

9.如权利要求1所述的油气井冷冻桥塞带压更换阀门施工工艺，其特征在于：步骤5)中所述的反向试压是水压力试压35MPa，15分钟压降小于0.7MPa。