撈砂泵撈砂作業(yè)安全對(duì)策

1、撈砂泵撈砂作業(yè)安全對(duì)策第 18 卷2011 年第 4 期7 月安全與環(huán)境工程SafetyandEnvironmentalEngineeringVo1.18NO.4Ju1.2011 撈砂泵撈砂作業(yè)安全對(duì)策 葛海宗(中原油田分公司井下特種作業(yè)處 ,河南濮陽(yáng) 457164)摘要 :本文針對(duì)清除油井井下積砂施工過(guò)程中循環(huán)水沖砂工藝存在的不足,提出了負(fù)壓高效機(jī)械式撈砂工藝技術(shù) ,并概述了該機(jī)械撈砂工藝的結(jié)構(gòu)裝置 ,工作原理 ,同時(shí)結(jié)合在蘇丹黑格里油田 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題 ,提出了撈砂泵撈砂作業(yè)的安全施工對(duì)策和措施 .該研究對(duì)油田安全撈砂施工具有重 要的指導(dǎo)意義 .關(guān)鍵詞 :撈砂泵 ;撈砂工藝 ;抽

2、汲 ;安全對(duì)策中圖分類號(hào) :X937;TE343;TE687 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A 文章編號(hào) :1671-1556(2011)04012606SafetyPrecautionsforSandBailerOperationGEHaizong(SpecialDownholeServiceDepartment,ZhongyuanOilfield,Puyang457164,China)Abstract:Inviewoftheshortcomingofsandwashingtechnologywithrecycledwater,thenegativepressuremechanicalsandfishing

3、technologyisputforward.Thispaperanalyzesthestructureandworkingprincipleofsandbailer.IncombinationwiththecommonproblemsinSudansite,thepaperintroducesthesafetypre cautionsofsandbaileroperationtodirectsandfishingoperationinfuture.Keywords:sandbailer;sandfishing;swabbing;safetyprecaution0 引言 在砂巖油藏開采過(guò)程中

4、,油井出砂不僅會(huì)造成 泵筒（定子）,轉(zhuǎn)子,抽油桿等磨損 ,引起泵漏失 ,嚴(yán)重 時(shí)還會(huì)引起卡泵 ,斷桿 ,砂埋管柱等事故 ,而且還會(huì) 加劇抽油泵腐蝕 ,因此必須對(duì)油井進(jìn)行沖砂作業(yè) . 油井修井進(jìn)行水力沖砂作業(yè)時(shí) ,由于沖砂液的液柱 壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地層壓力 ,因此大部分沖砂液漏進(jìn)了 地層 ,只有少量的沖砂液返出地面 ,而被沖浮起的砂 子大部分隨沖砂液漏進(jìn)油層大孔道 ,隨沖砂液返出 地面的砂子僅占一小部分 ,有時(shí)隨水力浮懸的砂子 又沉積在井底 ,造成沖砂管卡 ,埋事故 ,增加了作業(yè) 的難度 ,有的低壓漏失井甚至沒有返出 .這種情況 下 ,油井在修井液沖砂后 ,見油速度較慢 ,一般需要 56d 才能見產(chǎn)

5、.而撈砂泵具的推廣使用解決了 這些難題 ,經(jīng)過(guò)使用撈砂泵后 ,當(dāng)天下入撈砂管柱當(dāng) 天見效,效果顯著 ;同時(shí)節(jié)省了費(fèi)用 ,縮短了作業(yè)時(shí) 間,也避免了因沖砂液漏失對(duì)地層和采油工藝造成 的影響;另外,清砂徹底 ,還延長(zhǎng)了油井的免修期 . 撈砂泵不僅適用于漏失井 ,還適用于不漏失井 ,使用 范圍較廣 13.然而,撈砂泵作為一種井下作業(yè)工具 ,如果操作 不當(dāng) ,不僅撈砂無(wú)進(jìn)尺延誤生產(chǎn)時(shí)間 ,嚴(yán)重時(shí)還有可 能釀成井下工程事故 .鑒于此 ,筆者分析了撈砂泵 的結(jié)構(gòu)和工作原理 ,并結(jié)合在蘇丹黑格里油田應(yīng)用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)撈砂作業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行 了分析 ,提出了使用撈砂泵進(jìn)行安全作業(yè)的對(duì)策和 措施.撈砂

6、泵的結(jié)構(gòu)及工作原理1.1 撈砂泵結(jié)構(gòu) 撈砂泵結(jié)構(gòu)如圖 1 所示 .撈砂管柱人井順序自下而上依次為 :砂鏟 （鋸齒 形油管鞋或錐型十字架 ）,下球閥 （球閥或活頁(yè)式單 流閥），沉砂管（1525 根 3.5 油管,依所需撈砂量 而定），上球閥（球座式單流閥）,撈砂泵總成（圖 I 中 收稿日期 :20 1 0 1 2-06 修回日期:20 1 1 -0205作者簡(jiǎn)介 :葛海宗 （1975 一）,男,工程師 ,主要從事井下作業(yè)及壓裂酸化工作.EmaiI:ghzwhm163.coin第 4 期葛海宗 :撈砂泵撈砂作業(yè)安全對(duì)策 1272圖 1 撈砂泵結(jié)構(gòu)Fig.1StructureofsandbaiIer

7、1 .上節(jié)頭;2 .活塞拉桿 ;3.泄油通道 ;4.壓環(huán);5.抽汲活節(jié) 6.抽汲膠皮;7.泵簡(jiǎn);8.上球閥;9.沉砂管;10.下球閥11.砂鏟;12.活塞行程 1,2,3,4,5,6 的總稱,其中的泄油通道 3 用于起鉆 時(shí)讓不含砂的井液流回到油套環(huán)形空間 ）.撈砂泵 總成上節(jié)頭接動(dòng)力油管 （3.5 油管若干,根據(jù)實(shí)探砂 面深度 ,用于抽汲時(shí)的工作管柱 ）.這里需要說(shuō)明的是 :沉砂管 ,指由于砂子比重比 井液比重大 ,故砂子下沉到如圖 1 所示的上 ,下球閥 中間的管中 ;探砂面 ,指根據(jù)修井機(jī)指重表懸重變化 可以判斷抽砂管柱底部砂鏟是否接觸井筒內(nèi)的砂 面.1.2 撈砂泵工作原理 動(dòng)力油管下到

8、一定位置 ,撈砂泵準(zhǔn)備工作時(shí) ,砂 鏟接觸砂面 ,沉砂管 ,泵筒的重量由砂面支撐 .當(dāng)修 井機(jī)上提動(dòng)力油管時(shí) ,兩個(gè)單流閥在抽子抽力作用 下打開 ,套管內(nèi)砂粒在負(fù)壓作用下隨攜砂流體進(jìn)入 沉砂管柱內(nèi) ,沉砂管中砂子和井液上行時(shí) ,由于砂子 比重比井液比重大 ,故砂子下沉 ,井液上升 ;當(dāng)修井 機(jī)下放動(dòng)力油管時(shí) ,這時(shí)兩個(gè)單流閥關(guān)閉 ,砂子不能 回到套管中 ,而上面不含砂的井液經(jīng)過(guò)上部泄油通 道又回到油套環(huán)形空間 .這樣 ,通過(guò)抽吸在撈砂泵 下形成一定的真空度 ,同時(shí)在油套環(huán)形空間液柱壓 力作用下 ,在砂鏟底部形成一定的回壓 ,將攜砂流體 被抽入 ,砂子沉降在兩個(gè)單流閥問(wèn)的沉砂油管中 ,攜 砂流體

9、中的液體排至油套環(huán)形空間 .反復(fù)起下管柱 抽吸撈砂至設(shè)計(jì)深度 ,起出撈砂泵泄砂 ,若沒達(dá)到設(shè) 計(jì)深度重復(fù)撈砂即可 . 2 現(xiàn)場(chǎng)撈砂作業(yè)常見的問(wèn)題 撈砂泵雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,容易操作 ,但是現(xiàn)場(chǎng)撈砂 施工中 ,如果操作不當(dāng)也會(huì)出現(xiàn)工程事故 .通過(guò)對(duì) 近幾年蘇丹黑格里油田近百口井的撈砂施工數(shù)據(jù)統(tǒng) 計(jì)發(fā)現(xiàn) ,現(xiàn)場(chǎng)撈砂施工出現(xiàn)的不安全因素主要包括 以下三個(gè)方面 :其一 ,沉砂管的長(zhǎng)度選擇不當(dāng) .沉砂 管過(guò)短會(huì)出現(xiàn)兩種問(wèn)題 ,一是沉砂管很快撈滿 ,來(lái)回 起下鉆耽誤投產(chǎn)時(shí)間 ,二是攜砂液很容易上行到上 球閥泵腔中 ,沉砂導(dǎo)致上球閥關(guān)閉不嚴(yán) ,撈砂失敗 ; 沉砂管過(guò)長(zhǎng)則因抽子造成的負(fù)壓有限 ,后期沉砂管 儲(chǔ)存一

10、定量的砂子后繼續(xù)撈砂效果不理想 .其二 , 撈砂過(guò)程必須平穩(wěn)操作 ,活塞上行速度過(guò)快 ,動(dòng)力油 管對(duì)泵柱塞下死點(diǎn)沖擊力太大 ,超過(guò)一定強(qiáng)度就會(huì) 提斷活塞拉桿造成井下落物事故 ;上行速度太慢 ,形 成的負(fù)壓造成的攜砂流速太小影響撈砂效果 .其 三,探砂面加壓不能太多 ,探砂面時(shí) ,沉砂管 ,砂泵泵 筒的重量已經(jīng)由砂面支撐 ,如果下方動(dòng)力油管到活 塞上死點(diǎn)加壓太多 ,很容易造成卡鉆事故 . 3 撈砂作業(yè)的安全施工對(duì)策和措施 3.1 撈砂作業(yè)施工前的安全措施(1) 下?lián)粕氨脫粕笆┕で?,必須下井檢查套管 有無(wú)變形 ,對(duì)發(fā)生套變 ,有落物的井不能下?lián)粕氨?, 否則容易引發(fā)卡鉆事故 .(2) 撈砂泵用于

11、直井最好 ,小于 20.的斜井可用,20.30.的斜井慎用,大于 30.的斜井和水平井 禁用 .因?yàn)樵谛本袚粕氨们蜃鶗?huì)關(guān)閉不嚴(yán) ,易造 成撈砂效果差或無(wú)進(jìn)尺 .(3) 擠涂料砂防砂和擠固砂劑的井建議不下?lián)?砂泵撈砂 ,否則覆膜砂進(jìn)入泵腔可使球閥座無(wú)法閉 合或關(guān)閉不嚴(yán) ,導(dǎo)致?lián)粕靶Ч跷⒒虿焕硐?.(4) 撈砂泵人井前 ,卸開底閥檢查活門是否關(guān) 嚴(yán),活門翻轉(zhuǎn)是否靈活可靠 ,還要檢查砂泵活塞桿下 面的抽汲膠皮 (3 .5 抽吸膠皮 3 級(jí),2 個(gè)普通型,1 個(gè) 防砂型 )是否密封完好 .(5) 撈砂泵必須在液面以下工作 ,砂面以上無(wú) 液體則無(wú)法進(jìn)行抽汲撈砂作業(yè) .(6) 沉砂管入井時(shí)必須認(rèn)真檢查

12、上扣 ,絲扣連 接保證密封 ,否則會(huì)影響撈砂效果 .(7) 沉砂管通常選擇 1525 根 3.5油管,沉砂 管太短,則很快撈滿 ,砂子再上行進(jìn)入泵筒 ,會(huì)造成 泵球座關(guān)閉不嚴(yán) ,減低撈砂效率 ;沉砂管太長(zhǎng) ,抽子 造成的負(fù)壓有限 ,后期沉砂管儲(chǔ)存一定量的砂子后 , 攜砂液進(jìn)入泵簡(jiǎn)要克服的阻力增大 ,會(huì)影響撈砂效果.(8) 每次抽完砂之后 ,需要把動(dòng)力油管 ,砂泵 , 沉砂管,底閥起出 ,清除里面的砂子 ,同時(shí)檢查保養(yǎng) 撈砂泵泵筒及相關(guān)部件 ,保證下次施工時(shí)靈活好用 .3.2 撈砂作業(yè)施工過(guò)程中的安全對(duì)策(1) 施工中確保指重表靈活 ,準(zhǔn)確 ,必須提前校 對(duì).128 安全與環(huán)境工程第 18 卷(

13、2) 下?lián)粕氨脮r(shí) ,記錄好下部沉砂管柱懸重 ,撈 砂過(guò)程中可根據(jù)管柱懸重的增加判斷撈砂進(jìn)展情 況 ,確認(rèn)是否已完成設(shè)計(jì)撈砂量 ,以決定起鉆時(shí)機(jī) .(3) 探到砂面的瞬間 ,撈砂泵活塞在下死點(diǎn) ,懸 重為動(dòng)力油管的重量和沉砂管重量之和 ;動(dòng)力油管 繼續(xù)下行，活塞下行 4m 的過(guò)程中，指重表懸重減 少至動(dòng)力油管重量后穩(wěn)定 ;砂泵活塞行至上死點(diǎn)后 懸重稍有下降 ,動(dòng)力油管開始通過(guò)活塞上死點(diǎn)對(duì)砂 面加壓;注意控制懸重減少量不要超過(guò) 1t,即開始 上提動(dòng)力油管 ,動(dòng)力油管上提 4in 的過(guò)程中 ,因抽 汲負(fù)荷增大 ,懸重大于動(dòng)力油管重量 ;4m 行程結(jié)束 后,沉砂管也通過(guò)下死點(diǎn)被提起 ,懸重又有所增加

14、, 沉砂管被提離砂面時(shí) ,停止上提管柱 .一次沖程結(jié) 束,準(zhǔn)備再探砂面進(jìn)行第二次沖程撈砂作業(yè) .重復(fù) 以上抽汲操作即可把井中砂子抽入到兩個(gè)單流閥間 的沉砂油管中 .(4) 撈砂作業(yè)施工時(shí) ,套管尺寸也影響撈砂泵1的撈砂進(jìn)尺 ,一般來(lái)講,5_砉-套管砂柱一次可撈砂厶 8o100m,7套管砂柱一次可撈砂5o60m,9 詈 o 套管砂柱一次可撈砂 2530m,當(dāng)動(dòng)力油管經(jīng)過(guò)多 次抽汲進(jìn)尺不再增加時(shí) ,應(yīng)當(dāng)考慮起出撈砂管柱清 砂后再下入撈砂泵作業(yè) ,否則繼續(xù)撈砂效果不理想 因?yàn)閬?lái)回抽汲不僅磨損抽汲膠皮 ,而盲目加壓追求 進(jìn)尺還會(huì)有卡鉆的危險(xiǎn) .(5) 上提動(dòng)力油管操作要快而平穩(wěn) ,速度要求 大于 12

15、.06m/min 即可2,無(wú)需過(guò)快，同時(shí)密切觀 察抽桿在 4m 行程內(nèi)指重表負(fù)荷的變化 .經(jīng)過(guò)一 次有效的抽汲 ,砂面應(yīng)該有所下降 .行程超過(guò) 4m, 動(dòng)力管柱通過(guò)柱塞下死點(diǎn)將下部沉砂管柱提出砂 面,根據(jù)懸重變化可以判斷撈砂量的多少 ;如果行程 超過(guò) 4m 太多 ,不影響撈砂泵的正常工作 ,只是探 砂面下放管柱行程增加 .(6) 上起下放管柱抽吸撈砂操作要連續(xù) ,下放 管柱探砂面的時(shí)間越短 ,越可以減少砂子在沉砂管 自由沉降的時(shí)間 ,當(dāng)上提管柱抽汲時(shí) ,越利于攜砂液 更多地進(jìn)入沉砂管 .(7) 如砂面一次下降太多 ,不要急于探砂面繼 續(xù)抽汲 ,注意要先將沉砂管柱上提再慢慢下放試探 砂面,以防止在大直徑套管內(nèi)形成砂洞 ,塌坍后埋住 下部油管 .(8) 根據(jù)需要也可將撈砂泵圓柱形柱塞拉桿改 造成方菱形 ,砂鏟下旋三棱加大外徑 ,并鋪焊鎢鋼 , 改進(jìn)后的撈砂泵下管柱可以旋轉(zhuǎn) ,可用于鉆開砂面 膠結(jié)層,擴(kuò)大使用范圍 ,也提高了撈砂的成功率 .4 結(jié)語(yǔ) 在清除油井井下積砂施工過(guò)程中 ,撈砂泵撈砂