CN110593789A - 一种环空带压井井口管控装置和工作方法 - Google Patents
一种环空带压井井口管控装置和工作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110593789A CN110593789A CN201911028269.XA CN201911028269A CN110593789A CN 110593789 A CN110593789 A CN 110593789A CN 201911028269 A CN201911028269 A CN 201911028269A CN 110593789 A CN110593789 A CN 110593789A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- annular
- pressure
- valve
- annulus
- monitoring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 77
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 4
- 241000191291 Abies alba Species 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种环空带压井井口管控装置和工作方法，利用环空压力监测表监测环空带压值，数据采集器记录和监测环空带压数据；环空带压值达到最大许可环空压力值，报警器将发出警报声，环空泄压电磁阀打开，开始泄压；当环空压力泄至推荐工作压力下限值时，关闭环空泄压电磁阀；打开环空注液阀门及控制环空保护液储集罐的单流阀，离心泵开始工作，向环空内泵入环空保护液，电磁流量计记录环空保护液流量；利用液面监测装置实时监测，当泵入环空保护液到达特定液位时，离心泵自动停止工作，环空注液阀门关闭。本发明可实时监控井筒环空带压情况，尤其为高酸性气田井筒的安全服役提供参考；可操作性强，施工过程简单，有效实施环空带压井的管理控制。
Description
技术领域
本发明涉及油气井建井安全技术领域，特别涉及一种油气井井口压力管控装置及基于该装置的工作方法，主要用于环空带压井。
背景技术
环空带压sustained casing pressure是指井口环空压力表非正常启压，该压力在经井口放喷阀门放喷后，关闭放喷阀门，环空压力又重新上升。引起环空带压的原因分为：作业施加的环空压力，受温度、压力变化使环空和流体膨胀引起的环空压力以及由于油气从地层经水泥封固井段和环空液柱向上窜流引起的环空压力。作业施加的环空压力和受温度变化使环空流体膨胀引起的环空压力在井口泄压后可以消除，但是气窜引起的环空带压在井口泄压后有可能会继续存在并形成环空带压。
气井的环空带压过高会造成井下油管、套管、封隔器超压或挤毁失效，含硫气井中的高酸气体带压还会造成井口套管及套管头腐蚀，降低气井生产安全系数，增大事故隐患，故气井的环空带压值需要实时监测采集并实施有效管控，从而确保气井的安全生产及实现气井完整性管理。
管控气井环空带压的问题，解决途径是在气井环空中加入环空保护液。环空保护液作为一种油气井工作液，不仅能平衡油套环空的压力，降低油管与环空之间的压差，减轻套管头和封隔器所承受的压力，而且能有效防护油套管的腐蚀。但对于气窜引起的环空持续带压的含硫气井，环空气体中有硫化氢等高酸性气体不断溢出，仅采用环空中加入环空保护液的方式仍存在安全隐患。因此对于环空带压的含硫气井，采取环空卸压和环空保护液灌注等措施，在控制环空压力的同时，确保环空保护液的pH值在受控范围之内，从而实现高含硫气井服役期间的安全管理。
目前专用于含硫气井环空带压管控装置较少，且存在以下两方面的不足：
1.不能实现实时监测环空带压；
2.仅实现数据监测、收集、提醒和报警等功能，尚未真正意义上实现对环空带压井的管理和控制。
为有效控制和解决环空带压井的安全风险和管控问题，本发明提出了一种环空带压井井口管控装置和工作方法，当环空带压值达到最大许可环空压力值时，完成自动泄压和自动注液操作，降低环空带压井的安全风险，能够很好的解决上述问题。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种环空带压井井口管控装置和工作方法，解决了现有技术中存在的缺陷。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种环空带压井井口管控装置，包括：油管1、套管2、采油树3、环空自动泄压系统及自动注液系统；油管1外包裹套管2，环空自动泄压系统和自动注液系统分别于套管2连接。
环空自动泄压系统包括：管道A、安全阀A5、环空压力监测表6、数据采集器7、报警器8和环空泄压电磁阀9。
所述管道A连通套管2，安全阀A5设在管道A与套管2的连接处，安全阀A5后设有环空压力监测表6，环空压力监测表6后连接有含数据采集器7和报警器8的监控单元；监控单元之后设置环空泄压电磁阀9，监控单元用于控制环空泄压电磁阀9的工作状态。安全阀5为常开状态，当控制系统故障时，可手动关闭安全阀，避免事故发生。
环空自动注液系统包括：管道B、液面监测装置4、安全阀B10、环空注液阀门11、电磁流量计12、离心泵13、单流阀14和环空保护液储集罐15。
所述液面监测装置4安装在套管2的井口处；管道B连通套管2，安全阀B10设在管道B与套管2的连接处，安全阀B10之后设置环空注液阀门11，环空注液阀门11后设置电磁流量计12，电磁流量计12后接有离心泵13，在离心泵13又连接环空保护液储液罐15，离心泵13与环空保护液储液罐15之间安装单流阀14。安全阀10为常开状态，当控制系统故障时，可手动关闭安全阀，避免事故发生。
一种环空带压井井口管控装置的工作方法，包含以下步骤：
S1:利用环空压力监测表6监测环空带压值，数据采集器7记录监测环空带压数据；
S2:当环空带压值达到最大许可环空压力值，报警器8将发出警报声，环空泄压电磁阀9打开，开始泄压步骤；
S3:当环空压力泄至推荐工作压力下限值时，关闭环空泄压电磁阀9；
S4:打开环空注液阀门及控制环空保护液储集罐15的单流阀14，离心泵13开始工作，向环空内泵入环空保护液，电磁流量计12记录环空保护液流量；
S5:利用液面监测装置4监测，当泵入环空保护液到达特定液位时，液压泵自动停止工作，环空注液阀门关闭。
与现有技术相比，本发明的优点在于：可实时监控井筒环空带压情况，通过数据采集器实时监测并记录环空带压数据，达到最大许可环空压力值时自动警报，同时自动完成泄压、注液等工艺操作，装置可操作性强，施工过程自动完成，可在地面有效实施环空带压井的管理控制，能够有效控制高酸性气井的安全风险，有利于提升高酸性气井安全服役的能力。
附图说明
图1是本发明实施例井口管控装置结构示意图。
图中，1.油管，2.套管，3.采油树，4.液面监测装置，5.安全阀A，6.环空压力监测表，7.数据采集器,8.报警器,9.环空泄压电磁阀，10.安全阀B，11.环空注液阀门，12.电磁流量计，13.离心泵，14.单向阀，15.环空保护液储集罐。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，一种环空带压井井口管控装置，包括：油管1、套管2、采油树3、环空自动泄压系统及自动注液系统；油管1外包裹套管2，环空自动泄压系统和自动注液系统分别于套管2连接。
所述环空自动泄压系统包括：管道A、安全阀A5、环空压力监测表6、数据采集器7、报警器8和环空泄压电磁阀9。
所述管道A连通套管2，安全阀A5设在管道A与套管2的连接处，安全阀A5后设有环空压力监测表6，环空压力监测表6后连接有含数据采集器7和报警器8的监控单元；监控单元之后设置环空泄压电磁阀9，监控单元用于控制环空泄压电磁阀9的工作状态。安全阀5为常开状态，当控制系统故障时，可手动关闭安全阀，避免事故发生。
环空自动注液系统包括：管道B、液面监测装置4、安全阀B10、环空注液阀门11、电磁流量计12、离心泵13、单流阀14和环空保护液储集罐15。
环空自动注液系统：液面监测装置4安装在套管2的井口处；管道B连通套管2，安全阀B10设在管道B与套管2的连接处，安全阀B10之后设置环空注液阀门11，环空注液阀门11后设置电磁流量计12，电磁流量计12后接有离心泵13，在离心泵13又连接环空保护液储液罐15，离心泵13与环空保护液储液罐15之间安装单流阀14。安全阀10为常开状态，当控制系统故障时，可手动关闭安全阀，避免事故发生。
一种环空带压井井口管控装置的工作方法，其特征在于包含以下步骤：
S1:利用压力监测表6监测环空带压值，数据采集器7记录监测环空带压数据；
S2:当环空带压值达到最大许可环空压力值，报警器8将发出警报声，环空泄压电磁阀9打开，开始泄压步骤；
S3:当环空压力泄至推荐工作压力下限值时，关闭环空泄压电磁阀9；
S4:打开环空注液阀门及控制环空保护液储集罐15的单流阀14，离心泵13开始工作，向环空内泵入环空保护液，电磁流量计12记录环空保护液流量；
S5:利用液面监测装置4监测，当泵入环空保护液到达特定液位时，液压泵自动停止工作，环空注液阀门关闭。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种环空带压井井口管控装置，其特征在于，包括：油管(1)、套管(2)、采油树(3)、环空自动泄压系统及自动注液系统；油管(1)外包裹套管(2)，环空自动泄压系统和自动注液系统分别于套管(2)连接；
所述环空自动泄压系统包括：管道A、安全阀A(5)、环空压力监测表(6)、数据采集器(7)、报警器(8)和环空泄压电磁阀(9)；
所述管道A连通套管(2)，安全阀A(5)设在管道A与套管(2)的连接处，安全阀A(5)后设有环空压力监测表(6)，环空压力监测表(6)后连接有含数据采集器(7)和报警器(8)的监控单元；监控单元之后设置环空泄压电磁阀(9)，监控单元用于控制环空泄压电磁阀(9)的工作状态；安全阀(5)为常开状态，当控制系统故障时，可手动关闭安全阀，避免事故发生；
环空自动注液系统包括：管道B、液面监测装置(4)、安全阀B(10)、环空注液阀门(11)、电磁流量计(12)、离心泵(13)、单流阀(14)和环空保护液储集罐(15)；
环空自动注液系统：液面监测装置(4)安装在套管(2)的井口处；管道B连通套管(2)，安全阀B(10)设在管道B与套管(2)的连接处，安全阀B(10)之后设置环空注液阀门(11)，环空注液阀门(11)后设置电磁流量计(12)，电磁流量计(12)后接有离心泵(13)，在离心泵(13)又连接环空保护液储液罐(15)，离心泵(13)与环空保护液储液罐(15)之间安装单流阀(14)；安全阀(10)为常开状态，当控制系统故障时，可手动关闭安全阀，避免事故发生。
2.根据权利要求1所述的一种环空带压井井口管控装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:利用环空压力监测表(6)监测环空带压值，数据采集器(7)记录监测环空带压数据；
S2:当环空带压值达到最大许可环空压力值，报警器(8)将发出警报声，环空泄压电磁阀(9)打开，开始泄压步骤；
S3:当环空压力泄至推荐工作压力下限值时，关闭环空泄压电磁阀(9)；
S4:打开环空注液阀门及控制环空保护液储集罐(15)的单流阀(14)，离心泵(13)开始工作，向环空内泵入环空保护液，电磁流量计(12)记录环空保护液流量；
S5:利用液面监测装置(4)监测，当泵入环空保护液到达特定液位时，液压泵自动停止工作，环空注液阀门关闭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911028269.XA CN110593789B (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 一种环空带压井井口管控装置和工作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911028269.XA CN110593789B (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 一种环空带压井井口管控装置和工作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110593789A true CN110593789A (zh) | 2019-12-20 |
| CN110593789B CN110593789B (zh) | 2021-10-22 |
Family
ID=68850459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911028269.XA Expired - Fee Related CN110593789B (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 一种环空带压井井口管控装置和工作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110593789B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111964887A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-20 | 西南石油大学 | 一种套管环空泄压工具模拟实验装置及测试方法 |
| CN112832749A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-05-25 | 中海石油深海开发有限公司 | 一种水下井口油套环空压力控制系统及方法 |
| CN113622873A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-09 | 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 | 一种深水气井环空压力智能管理装置及方法 |
| CN114961606A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-30 | 西南石油大学 | 基于plc控制的高压气井环空自动泄压补压系统及控制方法 |
| US11441386B2 (en) * | 2020-05-13 | 2022-09-13 | Saudi Arabian Oil Company | Pressure bleed-off module for oil and gas wells |
| CN115637944A (zh) * | 2021-12-29 | 2023-01-24 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种流量测量装置 |
| CN115898315A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-04-04 | 威飞海洋装备制造有限公司 | 一种页岩油用不压井井口作业系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105298445A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-02-03 | 中国石油天然气集团公司 | 减缓油气井环空带压的方法及装置 |
| CN105569632A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-05-11 | 西南石油大学 | 一种气井油套环空安全管控装置及其管控方法 |
| CN106761568A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-05-31 | 中国石油大学(北京) | 一种治理气井环空带压的方法 |
| WO2017158051A1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | Statoil Petroleum As | Pressure sensing system |
| CN107269239A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-10-20 | 西南石油大学 | 一种稳定油套环空压力的装置及其方法 |
| CN109236281A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-01-18 | 中国石油集团工程技术研究院有限公司 | 一种储气库与天然气井环空压力检测装置和方法 |
| GB2547621B (en) * | 2014-12-22 | 2019-07-17 | Mhwirth As | Drilling riser protection system |
-
2019
- 2019-10-28 CN CN201911028269.XA patent/CN110593789B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2547621B (en) * | 2014-12-22 | 2019-07-17 | Mhwirth As | Drilling riser protection system |
| CN105298445A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-02-03 | 中国石油天然气集团公司 | 减缓油气井环空带压的方法及装置 |
| CN105569632A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-05-11 | 西南石油大学 | 一种气井油套环空安全管控装置及其管控方法 |
| WO2017158051A1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | Statoil Petroleum As | Pressure sensing system |
| CN106761568A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-05-31 | 中国石油大学(北京) | 一种治理气井环空带压的方法 |
| CN107269239A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-10-20 | 西南石油大学 | 一种稳定油套环空压力的装置及其方法 |
| CN109236281A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-01-18 | 中国石油集团工程技术研究院有限公司 | 一种储气库与天然气井环空压力检测装置和方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 成大先: "《机械设计图册 第4卷 系统和整机的结构与组合》", 31 March 2000, 化学工业出版社 * |
| 李作政: "《乙烯生产与管理》", 31 August 1992 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11441386B2 (en) * | 2020-05-13 | 2022-09-13 | Saudi Arabian Oil Company | Pressure bleed-off module for oil and gas wells |
| CN111964887A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-20 | 西南石油大学 | 一种套管环空泄压工具模拟实验装置及测试方法 |
| CN111964887B (zh) * | 2020-08-17 | 2022-04-12 | 西南石油大学 | 一种套管环空泄压工具模拟实验装置及测试方法 |
| CN112832749A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-05-25 | 中海石油深海开发有限公司 | 一种水下井口油套环空压力控制系统及方法 |
| CN113622873A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-09 | 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 | 一种深水气井环空压力智能管理装置及方法 |
| CN115637944A (zh) * | 2021-12-29 | 2023-01-24 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种流量测量装置 |
| CN114961606A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-30 | 西南石油大学 | 基于plc控制的高压气井环空自动泄压补压系统及控制方法 |
| CN114961606B (zh) * | 2022-06-02 | 2023-10-13 | 西南石油大学 | 基于plc控制的高压气井环空自动泄压补压系统及控制方法 |
| CN115898315A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-04-04 | 威飞海洋装备制造有限公司 | 一种页岩油用不压井井口作业系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110593789B (zh) | 2021-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110593789B (zh) | 一种环空带压井井口管控装置和工作方法 | |
| CA2702894C (en) | Wellhead flowline protection and testing system with esp speed controller and emergency isolation valve | |
| US2233077A (en) | Well controlling apparatus | |
| CN205100930U (zh) | 一种井口多级防喷器试压系统及其试压装置 | |
| CN105067445B (zh) | 一种评价防砂筛管抗外挤强度的实验装置 | |
| CN105064940A (zh) | 一种内置式连续油管完井管柱及施工方法 | |
| US2241333A (en) | Well head | |
| CN205605156U (zh) | 一种油气田带压修井作业装置 | |
| CN203452734U (zh) | 一种高压气井生产及清防蜡一体化管柱 | |
| US2927642A (en) | Christmas tree by-pass | |
| CN206205797U (zh) | 一种油气藏型储气库注采井完井管柱 | |
| CN109025887A (zh) | 一种全液压智能井口集成装置 | |
| CN110513070B (zh) | 翻板式井下油管液控防喷装置 | |
| CN201024984Y (zh) | 环空压力自动控制管汇 | |
| CN210049870U (zh) | 液控定压反洗阀 | |
| CN205000922U (zh) | 一种内置式连续油管完井管柱 | |
| CN207332831U (zh) | 一种井下安全阀 | |
| CN108894969B (zh) | 石油钻井工程钻井泵憋泵的监测判断方法及其泵压防护系统 | |
| CN102444390A (zh) | 井喷失控抢险装置 | |
| US20210238961A1 (en) | Hydrocarbon flowline corrosion inhibitor overpressure protection | |
| CN202510087U (zh) | 一种投捞式井下安全阀 | |
| CN210798899U (zh) | 一种页岩气水平井高压泵送桥塞装置 | |
| CN211448593U (zh) | 一种适用co2吞吐注采一体化的井口装置 | |
| CN204152474U (zh) | 一种用于井下作业自动监控石油防喷装置 | |
| CN108252681B (zh) | 热采井作业汽窜防控装置及其方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211022 |