東北地區(qū)鉆井設備的冬季保溫措施

趙宇，張國輝，蔡理想，郭成明，張偉

(渤海鉆探工程有限公司第三鉆井工程分公司吉林項目部，天津 300280)

0 引言

當今社會，國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展迅速，各項產(chǎn)業(yè)對于石油的需求量日益增大，國內(nèi)原油產(chǎn)量不足，促使北方部分高寒地區(qū)油田將冬季生產(chǎn)納入日常生產(chǎn)活動中。吉林地區(qū)冬季環(huán)境溫度最低可達-35 ℃，黑龍江地區(qū)冬季環(huán)境溫度最低可達-40 ℃，因此，如何對鉆機設備設施做好冬季生產(chǎn)的冬防保溫工作，避免因環(huán)境溫度過低引起設備損壞而延誤生產(chǎn)進度，顯得尤為重要[1-3]。本文針對高寒地區(qū)鉆機設備保溫工作進行介紹和探討。

1 冬季生產(chǎn)物資物料準備工作

高寒地區(qū)作業(yè)的鉆井隊在入冬之前需要進行越冬物料及設備設施統(tǒng)計，如表1所示。

表1 冬季生產(chǎn)部分所需物料及設備設施(參考)

表1中，毛氈用于柴油管線的包裹保溫；電熱棒用于生產(chǎn)水罐的加熱；油酊類防爆電暖氣用于井場氣瓶房、各處泵倉內(nèi)水(油)泵及泵倉管線的保溫；設備設施所用的潤滑油及冷卻液應按照說明書要求，挑選高寒地區(qū)適用的品類。

2 井場內(nèi)部保溫措施

井場內(nèi)部保溫措施主要有：鍋爐保溫；保溫棚搭建；電保溫；其他保溫措施。

3 保溫措施及相關要求

3.1 鍋爐

每個鉆井隊現(xiàn)場應配備1臺型號為1 t、壓力為0.7～1.0 MPa的燃油蒸汽鍋爐及相關配套設施，如果區(qū)塊中作業(yè)的鉆井隊超過4支，應按照實際需求，每個區(qū)塊備用1臺鍋爐，并保證備用鍋爐能在3 h內(nèi)到井投入使用，以免鍋爐故障蒸汽供應不足造成損失。

蒸氣管線鋪設范圍為鉆臺、機房、循環(huán)罐區(qū)、油罐4個區(qū)域，要求每個區(qū)域鋪設1根主蒸汽管線，并留有足夠數(shù)量的三通變徑接頭(鉆臺面2個接口、鉆臺底座2個接口、固井水罐2個接口、氣瓶房1個接口、柴油機2個接口、油罐1個接口、泵房2個接口、每循環(huán)罐2個罐1個接口)，以滿足鉆井隊高溫耐壓橡膠管線及散熱片接出需求。

3.2 保溫棚

搭建范圍為鉆臺上下、機房、泵房、循環(huán)罐區(qū)、節(jié)流管匯、壓井管匯、油罐、遠程控制臺。鉆臺下部和機房須分離搭建、除油罐不封頂外其余保溫棚均需要封頂(循環(huán)罐頂部須采取部分拉簾式封頂方式)。在保溫圍布適當位置進行開窗設計，以滿足甲方作業(yè)視線需求。保溫棚鐵管直角采取端部防磨處理。保溫棚鐵管直徑為5.0 cm、壁厚為2.0 cm以上，長度及數(shù)量滿足現(xiàn)場作業(yè)需求，鐵管卡子間距立根不大于2.0 m、以保證保溫棚的穩(wěn)定性可抵御6級以下風力。圍布四周采用輕便、防風、防火阻燃的材料，頂部采用透光透氣性能較好的帆布，具體數(shù)量滿足現(xiàn)場需求。保溫棚搭建須充分考慮鉆機平移需求，須將保溫架固定在設備本體上，保證鉆機平移過程中鉆臺、機房、泵房保溫棚可隨設備同步移動，避免二次拆裝。

3.3 電保溫

須采用36 V防爆變壓器和安全電壓保溫用電伴熱帶，變壓器箱位置擺放合理，做架高處理，禁止直接擺放于地面，變壓器輸入輸出端有標識，接地可靠。輸入防爆變壓器的電源應設置漏保裝置，防爆變壓器輸出的電源線應使用2×6 m2的橡套電纜，所承載的電伴熱帶長度應與變壓器功率匹配，且長度小于30 m。在電源線與電伴熱帶之間、電伴熱帶與電伴熱帶之間使用防爆接線盒連接，電伴熱帶的尾端使用防爆端子密封。接線盒及端子無裂痕或損壞，密閉有效，銅絲或電熱絲無裸露，接頭處無遮擋便于檢查。電伴熱帶無扭結，外皮無破損。電伴熱帶纏繞間距不得小于200 mm，纏繞松緊適度，與金屬棱角處有防磨措施；使用保溫材料包裹，外層使用阻燃塑料布包扎嚴密。安裝保溫設施時，儀表、黃油嘴等日常檢查、維護、保養(yǎng)部位不能被包裹；設備設施連接處應使用防爆接線盒連接電伴熱帶，不宜使用超長電伴熱帶。電保溫包括鉆機地面設備和井控設備電熱保溫套、電熱帶、防爆變壓器、防爆控制柜、及配套設備設施等。

主要保溫部位為節(jié)流管匯(包括8#、10#閘閥及其管線)、壓井管匯、內(nèi)防噴管線，遠程控制箱氣泵及其管線、氣管纜、回收管線、節(jié)控箱與司控箱連接氣管線、反循環(huán)壓井管線、液動節(jié)流閥控制管線、空氣包及法蘭、加重裝置、泵安全閥及泵的泄壓管線、高低壓管線及其閥門組、壓力表、鉆臺閥門組、1#罐泵倉閥門組、灌漿管線、儲備罐連通管、鉆機氣源氣管排、泥漿罐連接管、泥漿泵上水管、立管及備用立管、固井水罐閘門組及其管線、防碰天車、機房主氣管線、氣瓶放氣口、營區(qū)上水及排水管線。

3.4 其他保溫措施

設備所有裸露在外的氣源管線需要使用保溫材料進行包裹，氣控箱、閥島箱內(nèi)加裝電熱板保證箱內(nèi)的溫度在2～5 ℃。井場柴油管線，套裝水罐至泥漿循環(huán)罐的供水管線需要與蒸汽管線敷設在一起，用保溫材料包裹好后埋入地面，埋深不小于10 cm。井場套裝水罐、宿舍區(qū)生活水罐、宿舍區(qū)收污罐、絞車伊頓剎車冷卻水罐內(nèi)放入防爆電熱棒，保證水溫在10 ℃左右。將柴油罐進行改造，內(nèi)部設置蒸汽管線，將鍋爐蒸汽管線通入，保證柴油溫度在15～20 ℃，避免柴油結蠟堵塞輸油管線。鉆臺保溫采取二層圍板和帆布相結合的保溫方式，二層圍板用于防風，將帆布掛在圍板內(nèi)側(cè)，堵住縫隙，使防風效果更好。

4 鉆井施工過程中設備使用的一些注意事項

4.1 氣路

氣路干燥裝置要在入冬前做好換藥和檢修工作，確保工作正常，氣瓶每20 min放水一次。主氣路系統(tǒng)上安裝放水閘門，每30 min放水一次；氣路管線、控制開關、繼氣器應采取有效的保溫措施。設備運轉(zhuǎn)期間所有氣開關應每10～15 min活動一次，起游車中途離合器開關活動不少于二次。重錘式防碰天車氣開關用保溫材料進行保溫，每30 min活動一次防碰天車開關。保持氣開關、繼氣器等氣控元件的清潔衛(wèi)生，防止進水凍結。

4.2 鉆井泵及高壓管線

作業(yè)前檢查方鉆桿、水龍頭、水龍帶是否暢通；使用前應對安全閥、壓力表、閘門組等進行預熱。鉆井泵短時停用應將噴淋泵內(nèi)的水放凈。長時間停泵，可用壓縮空氣排除高低壓循環(huán)管線中的鉆井液，拆除凡爾，放空泵內(nèi)的鉆井液或保持間歇循環(huán)。鉆井泵長期不用時，應拆除液力端閥件，排空高低壓管線及閘門組內(nèi)的鉆井液。高低壓管線不用時，應倒好閘門，放空管線內(nèi)的鉆井液。鉆井施工中應保持回水閘門和低壓管線不凍結。

4.3 柴油機、發(fā)電機

柴油機、發(fā)電機冷車啟動前應預熱機油，盤車2圈以上無卡滯方可啟動，短時間停用，要注意跑溫；使用好保溫套(墊)。必須使用預供油泵供油，使壓力升到0.05～0.2 MPa方可啟動。禁止將繼氣器芯桿拿出。啟動后應全面檢查油壓、溫度等情況，并使柴油機暖機。

待各部位運轉(zhuǎn)正常后，冷卻液溫度升到45 ℃以上，方可帶負荷運轉(zhuǎn)。動力機停用且無法跑溫時，要放凈油、水(加防凍液的除外)。190柴油機放水時應特別注意卸掉機油冷卻器端蓋、中冷器絲堵，2000系列柴油機拆開中冷器絲堵，3000系列柴油機的多功能支架絲堵，并用壓縮空氣吹凈余水。壓風機(自動、電動)啟動前應用蒸汽預熱機油和機體。更換機油時應熱車更換。

4.4 固控設備

離心機、加重泵、水泵、除砂泵等啟動前應盤動2圈以上，正常后啟動。加重漏斗使用完畢后要及時放空鉆井液，管線應采取保溫措施或放空鉆井液，保證暢通。鉆井液藥劑罐和出口閘門、管線應用蒸汽加溫，防止凍結。固控設備(除砂器、除泥器、砂泵、離心機等)短時間停用時要定期活動，長時間停用時應將內(nèi)部的鉆井液放空，清洗干凈。

5 結語

經(jīng)過三個月的生產(chǎn)活動，鉆機設備設施運轉(zhuǎn)正常，未因野外溫度過低而出現(xiàn)損壞和管線凍堵現(xiàn)象。由于設備運轉(zhuǎn)期間也會散發(fā)一定熱量，因此保溫棚內(nèi)實際溫度比預計溫度高出2～3 ℃，保溫效果良好，符合預期，保溫措施能夠保證高寒地區(qū)冬季施工正常作業(yè)。