1大庆油田有限责任公司第十采油厂第三油矿三工区黑龙江大庆163000；
2大庆油田有限责任公司第十采油厂第三油矿三工区黑龙江大庆163000；
3大庆油田有限责任公司第五采油厂第五油矿黑龙江大庆163000
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，防喷器控制系统由于工作时流量较大，若配置精度高的过滤装置，会造成通流量降低，管路堵塞，控制功能失效。因此，目前防喷器控制系统配备的过滤装置精度较低，导致液压油中含有较多杂质，造成曲轴柱塞泵密封盘根磨损严重、减压溢流阀调压不稳定、管路堵塞、阀件泄漏、防喷器液压缸划伤及密封失效等，这不仅缩短了液压元件及防喷器的使用寿命，更严重危害了系统的可靠性。为了达到环保作业的要求，前期我厂研究与应用了防喷脱接器，在应用过程中，由于部份井脱接器爪断及内台阶磨平，导致防喷脱接器防喷功能失效，二次作业防喷有效率为87.12%。开展抽油机井油管内防喷技术的研究，对创造良好的施工环境，解决井下作业地面污染，有效实施健康、安全、环境（HSE）管理体系的有关要求，有着重要的意义。
关键词：抽油机；防喷；环保
引言
带压作业技术是通过带压作业装置与油管堵塞配套工具及工艺的配合使用来实现的。油水井带压作业施工时，井下防喷开关或油管堵塞器失效、井液外溢，会造成地层损害及环境污染。为解决该技术难题，防止安全环保等事故发生，研制了手动式防井喷及封井装置。目前主要应用的是防喷脱接器，由于抽油泵自封一旦脱落，打捞十分困难，目前已不再继续应用，笔式开关易失效，目前也不再使用，目前主要应用的是防喷脱接器，由于部份井脱接器爪断及内台阶磨平导致防喷脱接器功能失效，使二次作业有效率降低，目前二次作业防喷有效率为87.12%。根据上述问题，结合作业环保要求，有必要开展抽油机井油管内防喷技术研究。该技术一旦取得技术突破，将解决井下作业地面污染的问题，对实现绿色环保作业，有着十分重要的社会意义。
1油管内防喷工具结构设计及原理
1.1锚定防喷工具研制
该装置作业时，将其接头上端与提升短节（长2m的抽油杆短节）相连接，锚定卡瓦座的下端与抽油杆柱丝扣相连接，用大钩带动将提升短节及与之相连的装置和抽油杆柱系统下到井口第一根油管内孔便于手动操作的部位，进行人工锚定和密封操作。第一锚定原理：锚定内套上端部外螺纹与锁紧螺母、旋转螺母、锚定手柄、防喷螺母、防喷手柄、防喷杆的内螺纹相连。旋转螺母及其上的锚定手柄旋转时带动防喷杆同步旋转，锁紧螺母配合旋转螺母实现旋转功能。旋转过程中，防喷杆下端头部的圆锥形与锚定卡瓦的内锥面配合实现轴向位移，锚定卡瓦张开，其卡牙在周向上同步外移，紧紧锲入油管内壁，实现锚定功能。当反方向旋转锚定手柄时，锚定卡瓦的卡牙在开口弹簧圈作用下回缩，解除锚定状态。其间可通过油套环空的放喷管线实现油管压力的卸除。第二密封原理：装置的防喷杆下端面与密封胶筒上端面相接触。旋转装置的防喷手柄，推动防喷杆下移，防喷杆下移过程中挤压密封橡胶筒，使其产生弹性形变，从而实现密封油管内部空间的目的。密封皮碗的外径大于油管内径，与油管内壁为过盈配合，皮碗内孔与锚定内套外圆为过度配合，在管内高压流体作用下具有自封性，能起到辅助密封的效果。装置中的O型圈可起到密封间隙的作用。该装置用于封井工况时，在油管内壁实现锚定和密封功能后，将锚定手柄和防喷手柄取下，使装置永久置于油管内，实现封井的目的。
1.2上提下放式防喷锚定工具研制
本装置的主体，依靠压簧的弹力，造成摩擦块与套管的摩擦力，主体通过导向销钉，沿中心管的轨道槽运动。下管柱时，导向销钉位于短轨道顶部时，阻止主体向上的相对运动，卡瓦处于收拢状态。坐封时，按所需坐卡高度上提管柱后下放管柱，主体相对做出向下后又向上的运动，导向销钉就从短导轨顶点运动到长导轨顶点，卡瓦牙沿着带有锥度的锥体运动而张开，牢固地卡在套管内壁上。释放时，主体下的密封管与中心管形成滑套密封在坐封的同时释放。解封时，上提油管，这时摩擦体由原来在长轨道变到短轨道，中心管能继续向上移动，带动锥体向上移动，卡瓦在弹簧作用下收回，完成解封。
2现场应用情况
2.1旋转式锚定防喷工具现场试验
现场试验10口井，按正常生产作业要求下完全井管柱及抽油杆，通过上提下放确定装置锚定，同时检验防喷成功率。现场试验10口井锚定率及一次防喷有效率均为100%。1）现场试验现象。①将工具下到预定位置正传油管11圈后，大勾缓慢下放，大勾悬重示数表归零，上提大勾至14t时，油管未动。②反勒油管大勾悬重表指数在14t时，销钉剪断，大勾臂突然向前剧烈晃动。③销钉剪断后防喷通道打开5分钟后，油管出液。2）试验结论。①全井管柱下井过程中油管内没有液体溢出，坐封后大勾悬重表指数归零说明锚定力及有效防喷率符合设计要求，上提大勾14t全井管柱未动说明锚定力合格。②剪断销钉过程大勾臂晃动是由于销钉断后载荷突然增加对吊车架产生冲量引起晃动。3）结论分析。旋转式锚定工具为一次性工具，不可试坐，只能下到预定位置后开始坐封，解封时需要靠大勾上提油管剪断解封销钉，剪断销钉瞬间大勾载荷突然减小，会引起大勾向后晃动，存在安全隐患。①人工进行坐封和解封，方便、快捷、锚定可靠性高。②具有密封皮碗和密封胶筒两道密封防线，密封压力≥10MPa，密封可靠性高。③主要承力部件材质为经过热处理的合金钢，具有强度高、耐腐蚀的特性；密封胶筒和密封皮碗选用氟橡胶，并与钢骨架硫化在一起，具有耐压高、耐磨性强的特点。④与其他带压作业防喷装置相比，具有总长小、重量轻、便携性能好、可重复使用、一次性投资小等优点，其设计符合安全环保要求。
2.2上提下放式防喷锚定工具现场试验
这里对上提下放式防喷锚定工具进行优化，坐封方式仍然采用上提下放式坐封，坐封时卡瓦张开随即释放，但是取消剪断销钉方式释放，更改密封方式为滑套式，可以大幅度缩短工具整体长度，解封时，上提油管，形成位移，卡瓦回缩，完成解封。对工具表面整体做喷涂处理避免传统滑套开关由于结腊结垢造成的不能打开或关闭。现场试验10口井，按正常生产作业要求下完全井管柱及抽油杆，通过上提下放确定装置锚定，同时检验防喷成功率。现场试验10口井锚定率及一次防喷有效率均为100%。1）现场试验现象。①将工具下到预定位置后上提油管后下放，大勾悬重表指数表归零，管柱下放过程中，油管内没有液体溢出。②坐封5分钟后油管内出液。③上提管柱大勾悬重表指数表为全井管柱重量，油管内不出液。2）试验结论。①试验，全井管柱下完后开始坐封大勾悬重表指数归零说明锚定力符合设计要求。②坐封后油管内出液说明防喷通道打开正常。③大勾悬重表指数表为全井管柱重量，说明解封正常，通道正常关闭油管不出液。3）试验结论分析。全井管柱下完后油管内没有液体溢出，坐封后大勾悬重表指数归零说明锚定力及防喷率符合设计要求且满足安全生产的要求。
结语
对常规防喷器控制系统进行改造，配备了在线式回油管路和独立式外循环管路过滤装置，其中在线式回油管路过滤装置与系统同步工作，该工具的应用在很大程度上改善了抽油机井作业带来的环境污染，创造良好的一线工人工作环境，产生巨大的社会效益。
参考文献：
[1]吴新民.高压油水井带压作业工艺研究[J].石油天然气学报（江汉石油学院学报）.2010，32（2）：349-351.
[2]樊奖平，张高峰，王学佳，等.带压作业装置现状与发展[J].石油矿场机械，2008，37（12）：126-127.
[3]肖军亮，李保红，朱明华，等.使用不压井作业装置降低作业成本[J].内蒙古石油化工，2001，27（2）：126-127.