一种注气井口带压更换套管闸阀的操作方法与流程

[0001]
本发明属于油田井下作业领域，具体涉及一种注气井口带压更换套管闸阀的操作方法。


背景技术：

[0002]
注气井口(附图1所示)作为油田开展二氧化碳、减氧空气泡沫、天然气等气驱试验注入井的重要组成部分，主要用于悬挂下入井中的油管柱，能使油、套管柱形成密封的环形空间，将油套压力有效的分隔开来，并能根据注入井的生产需要，做到有效控制、调节和释放地下流体输出，保证作业、施工、录取油套压资料及测试等日常生产的地面装置。在注气过程中，由于井口产品质量问题、使用年限过久、密封件失效等原因，注气井口的套管闸阀容易发生刺漏，由于井筒内流体为气体，泄露的气体在井场聚集，存在中毒、窒息、伤人等重大安全隐患，不符合国家、地方部门的安全环保要求。
[0003]
因此在气井带压条件下，如何更换刺漏的闸阀成为亟待解决的技术难题。


技术实现要素：

[0004]
本发明实施方式的目的在于提供注气井口带压更换套管闸阀的操作方法，以克服上述技术缺陷。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明提供了一种注气井口带压更换套管闸阀的操作方法，包括以下步骤：
[0006]
步骤001.选择待更换套管闸阀的注气井口作为目标井；
[0007]
步骤002.在目标井的井口选择目标套管闸阀；
[0008]
步骤003.将带压更换闸阀装置连接于目标套管闸阀；
[0009]
步骤004.拆除目标套管闸阀，将目标套管闸阀更换为新套管闸阀；
[0010]
步骤005.退出带压更换闸阀装置，完成对目标套管闸阀的更换。
[0011]
进一步地，注气井口至少包括安装于套管口的套管四通，套管四通具有上管口、下管口、左管口和右管口，其中下管口通过法兰安装于套管口，左管口安装有第二套管闸阀，第二套管闸阀通过法兰连接有第一套管闸阀，右管口安装有第三套管闸阀，第三套管闸阀通过法兰连接有第四套管闸阀，且第一套管闸阀、第二套管闸阀、第三套管闸阀和第四套管闸阀的中心轴线均与套管四通的左右管口的中心轴线重合。
[0012]
优选地，带压更换闸阀装置包括依次同轴相连接的下闸板密封装置、平衡泄压装置、上闸板密封装置和密封套，其中平衡泄压装置安装有压力表，且带压更换闸阀装置的轴向中心开设供螺纹丝杠贯穿的通道。
[0013]
进一步地，步骤003将带压更换闸阀装置连接于目标套管闸阀，具体包括以下步骤：
[0014]
步骤301.选择第三套管闸阀作为待更换的目标套管闸阀；
[0015]
步骤302.取螺纹丝杠贯穿插入带压更换闸阀装置；
[0016]
步骤303.将下闸板密封装置通过法兰连接于第四套管闸阀；
[0017]
步骤304.依次打开第四套管闸阀、第三套管闸阀和下闸板密封装置；
[0018]
步骤305.记录压力表的原始压力值p1；
[0019]
步骤306.打开平衡泄压装置，卸掉压力至压力为零；
[0020]
步骤307.断开带压更换闸阀装置与第四套管闸阀的连接丝扣；
[0021]
步骤308.保持螺纹丝杠的位置不动，退出带压更换闸阀装置；
[0022]
步骤309.拆除第三套管闸阀，取新套管闸阀替换第三套管闸阀；
[0023]
步骤310.将新套管闸阀与第四套管闸阀的连接体安装于套管四通的右管口；
[0024]
步骤311.取带压更换闸阀装置穿过螺纹丝杠并连接于第四套管闸阀；
[0025]
步骤312.通过平衡泄压装置进行加压，观察压力表；
[0026]
步骤313.待压力表的压力值恢复至原始压力值p1时，压力平衡，停止加压；
[0027]
步骤314.退出螺纹丝杠；
[0028]
步骤315.关闭新套管闸阀和第四套管闸阀；
[0029]
步骤316.打开平衡泄压装置，卸掉压力至压力为零；
[0030]
步骤317.拆除带压更换闸阀装置，第三套管闸阀更换完毕。
[0031]
优选地，步骤302取螺纹丝杠贯穿插入带压更换闸阀装置，具体为：
[0032]
螺纹丝杠依次贯穿密封套、上闸板密封装置、平衡泄压装置、下闸板密封装置、第四套管闸阀、第三套管闸阀，直至螺纹丝杠的端部旋入套管四通并封堵右管口；
[0033]
其中带压更换闸阀装置的中心轴线与第四套管闸阀的中心轴线重合。
[0034]
优选地，步骤309拆除第三套管闸阀，取新套管闸阀替换第三套管闸阀，具体为：
[0035]
卸开第三套管闸阀与套管四通和第四套管闸阀的连接，将第三套管闸阀和第四套管闸阀从螺纹丝杠上退出，拆除第三套管闸阀，将新套管闸阀与第四套管闸阀同轴连接为一体。
[0036]
优选地，步骤311取带压更换闸阀装置穿过螺纹丝杠并连接于第四套管闸阀，具体为：
[0037]
将下闸板密封装置通过法兰连接于第四套管闸阀，螺纹丝杠依次贯穿密封套、上闸板密封装置、平衡泄压装置、下闸板密封装置、第四套管闸阀、第三套管闸阀。
[0038]
优选地，平衡泄压装置的压力最大值设置为注气井口工作压力的1.5倍，且平衡泄压装置失效时，可通过上闸板密封装置泄压或加压。
[0039]
本发明的有益效果如下：
[0040]
注气井口带压更换套管闸阀的操作方法，通过设计带压更换闸阀装置，在不动注气井口的前提下，对套管闸阀进行快速更换，不需要移动注气井口，解决了常规气井带压作业更换井口闸阀带来的高昂费用，大大降低了作业成本，提高了作业效率，为保障注入井口的安全运行提供了技术手段，可以拓展应用于油井、气井、水井等各种型号的井口更换闸阀，适用范围广泛。
[0041]
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
[0042]
图1是注气井口的结构示意图。
[0043]
图2是套管四通的结构示意图。
[0044]
图3是带压更换闸阀装置的结构示意图。
[0045]
图4是螺纹丝杠贯穿带压更换闸阀装置后的示意图。
[0046]
图5是步骤303的结构示意图。
[0047]
图6是步骤308的结构示意图。
[0048]
图7是步骤310的结构示意图。
[0049]
图8是步骤311的结构示意图。
[0050]
图9是步骤317的结构示意图。
[0051]
附图标记说明：
[0052]
1.第一套管闸阀；2.第二套管闸阀；3.第三套管闸阀；4.第四套管闸阀；5.螺纹丝杠；6.下闸板密封装置；7.平衡泄压装置；8.上闸板密封装置；9.压力表；10.密封套；11.新套管闸阀。
具体实施方式
[0053]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0054]
需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的注气井口带压更换套管闸阀的操作方法的上、下、左、右。
[0055]
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0056]
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0057]
第一实施方式：
[0058]
本实施方式涉及注气井口带压更换套管闸阀的操作方法，包括以下步骤：
[0059]
步骤001.选择待更换套管闸阀的注气井口作为目标井；
[0060]
步骤002.在目标井的井口选择目标套管闸阀；
[0061]
步骤003.将带压更换闸阀装置连接于目标套管闸阀；
[0062]
步骤004.拆除目标套管闸阀，将目标套管闸阀更换为新套管闸阀；
[0063]
步骤005.退出带压更换闸阀装置，完成对目标套管闸阀的更换。
[0064]
在注气过程中，由于井口产品质量问题、使用年限过久、密封件失效等原因，注气井口的套管闸阀容易发生刺漏，在找出刺漏的套管闸阀后，需要对其进行更换，本操作方法则是在不动注气井口的前提下对如何更换套管闸阀的具体操作，其中提出带压更换闸阀装置，通过带压更换闸阀装置封堵套管四通的管口，以确保操作安全，然后利用带压更换闸阀
装置泄压、加压，待压力平衡后再拆除目标套管闸阀，利用新套管闸阀替换目标套管闸阀，退出带压更换闸阀装置，完成对目标套管闸阀的更换。
[0065]
相比常规气井带压作业，本实施方式在整个更换过程中，无需动注气井口，解决了常规气井带压作业更换井口闸阀带来的高昂费用，且带压更换闸阀装置可循环使用，使用前要对密封件、丝扣等进行检查，确认无误后方可使用。
[0066]
第二实施方式
[0067]
与第一实施方式不同的是，如图1所示，注气井口至少包括安装于套管口的套管四通，参见图2，套管四通具有上管口、下管口、左管口和右管口，其中下管口通过法兰安装于套管口，左管口安装有第二套管闸阀2，第二套管闸阀2通过法兰连接有第一套管闸阀1，右管口安装有第三套管闸阀3，第三套管闸阀3通过法兰连接有第四套管闸阀4，且第一套管闸阀1、第二套管闸阀2、第三套管闸阀3和第四套管闸阀4的中心轴线均与套管四通的左右管口的中心轴线重合。
[0068]
如图3或图4所示，带压更换闸阀装置包括依次同轴相连接的下闸板密封装置6、平衡泄压装置7、上闸板密封装置8和密封套10，其中平衡泄压装置7安装有压力表9，且带压更换闸阀装置的轴向中心开设供螺纹丝杠5贯穿的通道。
[0069]
具体地，步骤003将带压更换闸阀装置连接于目标套管闸阀，具体包括以下步骤：
[0070]
步骤301.选择第三套管闸阀3作为待更换的目标套管闸阀；
[0071]
步骤302.取螺纹丝杠5贯穿插入带压更换闸阀装置；
[0072]
步骤303.将下闸板密封装置6通过法兰连接于第四套管闸阀4，如图5所示；
[0073]
步骤304.依次打开第四套管闸阀4、第三套管闸阀3和下闸板密封装置6；
[0074]
步骤305.记录压力表9的原始压力值p1；
[0075]
原始压力值p1即为注气井口的工作压力，记录它既表明已经建立起带压更换闸阀装置与井口的联通通道，同时也为后期加压恢复同一压力值提供依据。
[0076]
步骤306.打开平衡泄压装置7，卸掉压力至压力为零；
[0077]
打开平衡泄压装置7，卸掉内部压力，才可以完成后续动作，也正是平衡泄压装置的功能所在。
[0078]
步骤307.断开带压更换闸阀装置与第四套管闸阀4的连接丝扣；
[0079]
步骤308.保持螺纹丝杠5的位置不动，退出带压更换闸阀装置，如图6所示；
[0080]
步骤309.拆除第三套管闸阀3，取新套管闸阀11替换第三套管闸阀3；
[0081]
步骤310.将新套管闸阀11与第四套管闸阀4的连接体安装于套管四通的右管口，如图7所示；
[0082]
步骤311.取带压更换闸阀装置穿过螺纹丝杠5并连接于第四套管闸阀4，如图8所示；
[0083]
步骤312.通过平衡泄压装置7进行加压，观察压力表9；
[0084]
步骤313.待压力表9的压力值恢复至原始压力值p1时，压力平衡，停止加压；
[0085]
此过程与上述提及的记录原始压力值p1是对应关系，施加的压力与原始压力值p1一致时，即认为带压更换闸阀装置与井口的压力持平了，即可完成后续步骤。
[0086]
步骤314.退出螺纹丝杠5；
[0087]
步骤315.关闭新套管闸阀11和第四套管闸阀4；
[0088]
步骤316.打开平衡泄压装置7，卸掉压力至压力为零；
[0089]
步骤317.拆除带压更换闸阀装置，第三套管闸阀3更换完毕，如图9所示。
[0090]
其中，步骤302取螺纹丝杠5贯穿插入带压更换闸阀装置，具体为：
[0091]
螺纹丝杠5依次贯穿密封套10、上闸板密封装置8、平衡泄压装置7、下闸板密封装置6、第四套管闸阀4、第三套管闸阀3，直至螺纹丝杠5的端部旋入套管四通并封堵右管口；
[0092]
其中带压更换闸阀装置的中心轴线与第四套管闸阀4的中心轴线重合。
[0093]
具体地，步骤309拆除第三套管闸阀3，取新套管闸阀11替换第三套管闸阀3，具体为：
[0094]
卸开第三套管闸阀3与套管四通和第四套管闸阀4的连接，将第三套管闸阀3和第四套管闸阀4从螺纹丝杠5上退出，拆除第三套管闸阀3，将新套管闸阀11与第四套管闸阀4同轴连接为一体。
[0095]
其中，步骤311取带压更换闸阀装置穿过螺纹丝杠5并连接于第四套管闸阀4，具体为：
[0096]
将下闸板密封装置6通过法兰连接于第四套管闸阀4，螺纹丝杠5依次贯穿密封套10、上闸板密封装置8、平衡泄压装置7、下闸板密封装置6、第四套管闸阀4、第三套管闸阀3。
[0097]
具体地，平衡泄压装置7的压力最大值设置为注气井口工作压力的1.5倍，且平衡泄压装置7失效时，可通过上闸板密封装置8泄压或加压。
[0098]
螺纹丝杠5与套管四通预留位置扣型一致。
[0099]
螺纹丝杠5与上闸板密封装置8、下闸板密封装置6之间为金属密封。
[0100]
本操作方法需要配备的操作人员少(2-3人)，普通皮卡即可实现装卸，节省了大量的人力物力，且便携式带压密封装置能够重复使用。
[0101]
将带压更换闸阀装置与第四套管闸阀4通过法兰相互连接，见附图2，缓慢依次打开第四套管闸阀4、第三套管闸阀3、下闸板密封装置6，记录压力表9原始压力值，沿顺时针方向依次将螺纹丝杠5通过第四套管闸阀4、第三套管闸阀3，旋入套管四通见附图5预留位置，确认丝扣旋紧后，打开平衡泄压装置7，卸掉压力，压力为零时卸开带压更换闸阀装置与第四套管闸阀4的连接丝扣，螺纹丝杆5位置维持不动，缓慢退出带压更换闸阀装置，卸开第三套管闸阀3与套管四通的连接螺栓，将第三套管闸阀3、第四套管闸阀4连接体从螺纹丝杆5上退出见附图6，将第三套管闸阀3更换为新套管闸阀11，再将新套管闸阀11、第四套管闸阀4连接体从螺纹丝杆5上送入套管四通处见附图7，连接好丝扣，再将带压更换闸阀装置通过螺纹丝杆5与第四套管闸阀4进行连接见附图8，通过平衡泄压装置7进行加压，观察压力表9，待压力与原始压力值一致时，停止加压。压力平衡后，卸开螺纹丝杆5与套管四通的连接丝扣，缓慢依次退出新套管闸阀11、第四套管闸阀4，关闭新套管闸阀11、第四套管闸阀4，打开平衡泄压装置7，卸掉压力，压力为零时卸开带压更换闸阀装置与第四套管闸阀4的连接丝扣，第三套管闸阀3更换完毕见附图9。
[0102]
需要特别说明的是，下闸板密封装置6、平衡泄压装置7、上闸板密封装置8和密封套10均是可以市购的产品，其结构属于现有技术，也不在本发明的保护范围内，在此不作详细的说明。
[0103]
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。