一种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法技术

本发明专利技术属于油气田勘探和开发的技术领域，具体提供了一种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，包括如下步骤：以要更换阀门的套管为中心，周向向地面下挖储液坑；在储液坑内的套管上标记最高液面标志线；以要更换阀门的采气井口为中心，在地面上搭建钢管骨架；在钢管骨架上安装踏板；向储液坑内注入液氮直至液氮液面到达最高液面标志线为止；在踏板上铺设保温垫；制作冷冻桥塞；更换失效的阀门；依次拆除保温垫、踏板、钢管骨架，敞开储液坑使储液坑内液氮挥发，向液氮挥发完的储液坑内回填土方即完工；解决了常规冷冻换阀工艺出现的施工难度大、安全隐患高、冷冻效率低等难题，具有提高冷冻效率，减少作业时间，降低作业成本的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法
本专利技术属于油气田勘探和开发的
，具体涉及一种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法。
技术介绍
冷冻桥塞更换阀门工艺经过多年的发展已经趋于成熟，基本定型为在井口四周挖工作坑、在表层套管外围装环形冷冻盒、加冷冻剂、预冷冻、制作冷冻桥塞、更换阀门这样一个过程，整体来说，效果还不错，但是在作业过程中，还是存在诸多弊端和隐患，主要集中在前两个环节：第一“在井口四周挖工作坑”：原工艺要求在井口四周挖长宽高各2米的工作方坑，由于井口设备的影响，有两个面施工非常困难，挖掘设备很容易与井口闸门碰撞，存在安全隐患。第二“在表层套管外围装环形冷冻盒”：由于受工作坑空间的限制，环形冷冻盒的高度仅为550mm，形成的冷冻桥塞厚度＜0.6米，盛装冷冻介质的有效容积只有0.15m3，冷冻效率低；环形冷冻盒是由两个半圆形的金属盒子扣在套管外面，中间夹一圈橡胶件，用卡箍和丝杆上紧组装而成的，不同规格的套管要加工不同尺寸的冷冻盒。冷冻盒与套管之间是金属件硬连接，很难做到刚刚好，这样盛装冷冻介质时往往会渗漏。常用冷冻介质是干冰加甲醇的混合物，流到工作坑里很湿滑，甲醇具有腐蚀性和毒性，影响人员在工作坑里作业。另外，工作坑里面容易聚集大量二氧化碳气体，在里面添加冷冻介质时容易发生窒息。
技术实现思路
本专利技术提供的液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法目的是克服现有技术中在井口四周挖工作坑，原工艺要求在井口四周挖长宽高各2米的工作方坑，由于井口设备的影响，有两个面施工非常困难，挖掘设备很容易与井口闸门碰撞，存在安全隐患的问题；目的二是克服现有技术中冷冻时，需在表层套管外围装环形冷冻盒，造成冷冻效率低、冷冻盒与套管不匹配、冷冻介质渗漏的问题；目的三是克服现有技术中常用冷冻介质是干冰加甲醇的混合物，流到工作坑里很湿滑，甲醇具有腐蚀性和毒性，影响人员在工作坑里作业，且工作坑里面容易聚集大量二氧化碳气体，在里面添加冷冻介质时容易发生窒息的问题。为此，本专利技术提供了一种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，包括如下步骤：1)以要更换阀门的采气井口的套管为中心，周向向地面下挖储液坑；2)在储液坑内的套管上标记最高液面标志线；3)以要更换阀门的采气井口为中心，在地面上搭建钢管骨架；4)沿采气井口主控阀的排列方向，在钢管骨架上安装踏板；5)向储液坑内注入液氮直至液氮液面到达最高液面标志线为止；6)在踏板上铺设保温垫；7)制作冷冻桥塞；8)更换失效的阀门；9)依次拆除保温垫、踏板、钢管骨架，敞开储液坑使储液坑内液氮挥发，向液氮挥发完的储液坑内回填土方即完工。进一步的，所述储液坑的形状为锥形且锥尖向下。进一步的，所述最高液面标志线与地面的距离≥0.5m。进一步的，所述步骤2)标记完最高液面标志线后，需向储液坑内的锥形坡面喷涂液氮。进一步的，所述锥形坡面喷涂液氮后，需向套管四周均匀喷涂液氮。进一步的，所述钢管骨架包括两根纵向钢管和两根横向钢管，两根纵向钢管纵向平行设置，两根纵向钢管之间通过两根横向钢管垂直连接，纵向钢管和横向钢管均位于采气井口的外周。进一步的，所述保温垫上开设有观察孔。进一步的，还包括气体检测仪，气体检测仪用于监测观察孔的气体。进一步的，所述观察孔的上风方向设置有鼓风机。本专利技术的有益效果：1)本专利技术提供的这种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，储液坑为锥形，采用圆锥形的作业空间直接盛装冷冻介质，淘汰冷冻盒，增加冷冻介质与套管的接触面积，取消工作坑的有限空间，实现人员在地面开放空间操作，避免发生窒息事故，从而实现了高压气井主控阀安全高效的更换。2)本专利技术提供的这种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，冷冻介质由原来的干冰+甲醇变为液氮，提高冷冻效率，冷冻完后只需将液氮挥发，避免作业坑湿滑，减少作业时间，降低作业成本。3)本专利技术提供的这种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，采用液氮做冷媒，冷冻桥塞形成时间是之前的1/6,冷冻桥塞有效封堵时间是之前的3倍；人员作业时全部在地面以上，不存在有限空间，不会发生窒息事故；本专利冷冻工艺可以替代常规冷冻换阀工艺。附图说明以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。图1是液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法的结构主视图；图2是液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法的结构俯视图。附图标记说明：1、套管；2、储液坑；3、最高液面标志线；4、地面；5、纵向钢管；6、横向钢管；7、油管主控阀；8、左侧环空主控阀；9、右侧环空主控阀。具体实施方式实施例1：如图1-2所示，一种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，包括如下步骤：1)以要更换阀门的采气井口的套管1为中心，周向向地面4下挖储液坑2；2)在储液坑2内的套管1上标记最高液面标志线3；3)以要更换阀门的采气井口为中心，在地面4上搭建钢管骨架；4)沿采气井口主控阀的排列方向，在钢管骨架上安装踏板；5)向储液坑2内注入液氮直至液氮液面到达最高液面标志线3为止；6)在踏板上铺设保温垫；7)制作冷冻桥塞；8)更换失效的阀门；9)依次拆除保温垫、踏板、钢管骨架，敞开储液坑2使储液坑2内液氮挥发，向液氮挥发完的储液坑2内回填土方即完工。本专利技术提供的这种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，冷冻介质由原来的干冰+甲醇变为液氮，提高冷冻效率，冷冻完后只需将液氮挥发，避免作业坑湿滑，减少作业时间，降低作业成本；采用液氮做冷媒，冷冻桥塞形成时间是之前的1/6,冷冻桥塞有效封堵时间是之前的3倍；人员作业时全部在地面以上，不存在有限空间，不会发生窒息事故；本专利冷冻工艺可以替代常规冷冻换阀工艺，解决了高压气井主控阀门难以带压更换的难题，采用冷冻桥塞实现主控阀门以下井筒所有通道的压力隔断，从而更换套管环空、油管通道主控阀,实现了高压气井主控阀安全高效的更换。实施例2：在实施例1的基础上，所述储液坑2的形状为锥形且锥尖向下。储液坑2为锥形，采用圆锥形的作业空间直接盛装冷冻介质，淘汰冷冻盒，增加冷冻介质与套管的接触面积，取消工作坑的有限空间。进一步的，所述锥形坑指包围采气井口的套管1的直径2.0m，深度2.0m的锥形空间，用以存储液氮，使动土作业量只有之前的1/3，冷冻介质的有效容积达之前的4.26倍，冷冻效率高。实施例3：在实施例2的基础上，所述最高液面标志线3与地面4的距离≥0.5m。防止液氮液面过高冻坏井口密封胶件，引发井口密封失效。所述最高液面标志线采用红色颜料进行标注，红色标注更加醒目，易于辨识。进一步的，所述步骤2)标记完最高液面标志线3后，需向储液坑2内的锥形坡面喷涂液氮。用液氮输出管线在锥形坡面2上均匀喷涂一遍液氮，使坡面硬化不渗漏，同时土块等固相物不掉落，提高施工安全。进一步的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：/n1)以要更换阀门的采气井口的套管(1)为中心，周向向地面(4)下挖储液坑(2)；/n2)在储液坑(2)内的套管(1)上标记最高液面标志线(3)；/n3)以要更换阀门的采气井口为中心，在地面(4)上搭建钢管骨架；/n4)沿采气井口主控阀的排列方向，在钢管骨架上安装踏板；/n5)向储液坑(2)内注入液氮直至液氮液面到达最高液面标志线(3)为止；/n6)在踏板上铺设保温垫；/n7)制作冷冻桥塞；/n8)更换失效的阀门；/n9)依次拆除保温垫、踏板、钢管骨架，敞开储液坑(2)使储液坑(2)内液氮挥发，向液氮挥发完的储液坑(2)内回填土方即完工。/n

【技术特征摘要】
1.一种液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)以要更换阀门的采气井口的套管(1)为中心，周向向地面(4)下挖储液坑(2)；
2)在储液坑(2)内的套管(1)上标记最高液面标志线(3)；
3)以要更换阀门的采气井口为中心，在地面(4)上搭建钢管骨架；
4)沿采气井口主控阀的排列方向，在钢管骨架上安装踏板；
5)向储液坑(2)内注入液氮直至液氮液面到达最高液面标志线(3)为止；
6)在踏板上铺设保温垫；
7)制作冷冻桥塞；
8)更换失效的阀门；
9)依次拆除保温垫、踏板、钢管骨架，敞开储液坑(2)使储液坑(2)内液氮挥发，向液氮挥发完的储液坑(2)内回填土方即完工。


2.如权利要求1所述的液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，其特征在于：所述储液坑(2)的形状为锥形且锥尖向下。


3.如权利要求1所述的液氮冷冻桥塞带压更换阀门的施工方法，其特征在于：所述最高液面标志线(3)与地面(4)的距离≥0.5m。


4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：畅毅，刘建芝，陈磊，温亚魁，刘洋，雷璠，王巍岚，王旭，赵志华，薛景仰，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11