撈砂泵撈砂作業(yè)安全對策

1、撈砂泵撈砂作業(yè)安全對策第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)安全對策葛海宗(中原油田分公司井下特種作業(yè)處,河南濮陽457164)摘要:本文針對清除油井井下積砂施工過程中循環(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,同時結(jié)合在蘇丹黑格里油田現(xiàn)場應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題,提出了撈砂泵撈砂作業(yè)的安全施工對策和措施.該研究對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;抽汲;安全對策中圖分類號:x937;te343

2、;te687文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a文章編號:1671-1556(2011)04012606safetyprecautionsforsandbaileroperationgehaizong(specialdownholeservicedepartment,zhongyuanoilfield,puyang457164,china)abstract:inviewoftheshortcomingofsandwashingtechnologywithrecycledwater,thenegativepressuremechanicalsandfishingtechnologyisputforward.thisp

3、aperanalyzesthestructureandworkingprincipleofsandbailer.incombinationwiththecommonproblemsinsudansite,thepaperintroducesthesafetyprecautionsofsandbaileroperationtodirectsandfishingoperationinfuture.keywords:sandbailer;sandfishing;swabbing;safetyprecaution0引言在砂巖油藏開采過程中,油井出砂不僅會造成泵筒(定子),轉(zhuǎn)子,抽油桿等磨損,引起泵漏失

4、,嚴(yán)重時還會引起卡泵,斷桿,砂埋管柱等事故,而且還會加劇抽油泵腐蝕,因此必須對油井進(jìn)行沖砂作業(yè).油井修井進(jìn)行水力沖砂作業(yè)時,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).而撈砂泵具的推廣使用解決了這些難題,經(jīng)過使用撈砂泵后,當(dāng)天下入撈砂管柱當(dāng)天見效,效果顯著;同時節(jié)省了費用,縮短了作業(yè)時間,也避免了

5、因沖砂液漏失對地層和采油工藝造成的影響;另外,清砂徹底,還延長了油井的免修期.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),不僅撈砂無進(jìn)尺延誤生產(chǎn)時間,嚴(yán)重時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)用的實踐經(jīng)驗,對現(xiàn)場撈砂作業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析,提出了使用撈砂泵進(jìn)行安全作業(yè)的對策和措施.撈砂泵的結(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(球閥或活頁式單流閥),沉砂管(1525根3.5油管,依所需

6、撈砂量而定),上球閥(球座式單流閥),撈砂泵總成(圖l中收稿日期:201012-06修回日期:2011-0205作者簡介: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.email:ghzwhm163.coin第4期葛海宗:撈砂泵撈砂作業(yè)安全對策1272圖1撈砂泵結(jié)構(gòu)fig.1structureofsandbailer1.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;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)頭接動力

7、油管(3.5油管若干,根據(jù)實探砂面深度,用于抽汲時的工作管柱).這里需要說明的是: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撈砂泵工作原理動力油管下到一定位置,撈砂泵準(zhǔn)備工作時,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)上提動力油管時,兩個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,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)下放動力油管時,這時兩個單流閥關(guān)閉,砂子不能回到套管中,而上面不含

8、砂的井液經(jīng)過上部泄油通道又回到油套環(huán)形空間.這樣,通過抽吸在撈砂泵下形成一定的真空度,同時在油套環(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,砂子沉降在兩個單流閥問的沉砂油管中,攜砂流體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)計深度,起出撈砂泵泄砂,若沒達(dá)到設(shè)計深度重復(fù)撈砂即可.2現(xiàn)場撈砂作業(yè)常見的問題撈砂泵雖然結(jié)構(gòu)簡單,容易操作,但是現(xiàn)場撈砂施工中,如果操作不當(dāng)也會出現(xiàn)工程事故.通過對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)計發(fā)現(xiàn),現(xiàn)場撈砂施工出現(xiàn)的不安全因素主要包括以下三個方面:其一,沉砂管的長度選擇不當(dāng).沉砂管過短會出現(xiàn)兩種問題,一是沉砂管很快撈滿,來

9、回起下鉆耽誤投產(chǎn)時間,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;沉砂管過長則因抽子造成的負(fù)壓有限,后期沉砂管儲存一定量的砂子后繼續(xù)撈砂效果不理想.其二,撈砂過程必須平穩(wěn)操作,活塞上行速度過快,動力油管對泵柱塞下死點沖擊力太大,超過一定強(qiáng)度就會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,沉砂管,砂泵泵筒的重量已經(jīng)由砂面支撐,如果下方動力油管到活塞上死點加壓太多,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變形,

10、對發(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)撈砂泵用于直井最好,小于20.的斜井可用,20.3o.的斜井慎用,大于3o.的斜井和水平井禁用.因為在斜井中撈砂泵球座會關(guān)閉不嚴(yán),易造成撈砂效果差或無進(jìn)尺.(3)擠涂料砂防砂和擠固砂劑的井建議不下?lián)粕氨脫粕?否則覆膜砂進(jìn)入泵腔可使球閥座無法閉合或關(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,2個普通型,1個防砂型)是否密封完好.(5)撈砂泵必須在液面以下工作,砂面以上無液體則無法進(jìn)行抽汲撈砂作業(yè).(6)沉砂管入井時必須認(rèn)

11、真檢查上扣,絲扣連接保證密封,否則會影響撈砂效果.(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,會造成泵球座關(guān)閉不嚴(yán),減低撈砂效率;沉砂管太長,抽子造成的負(fù)壓有限,后期沉砂管儲存一定量的砂子后,攜砂液進(jìn)入泵簡要克服的阻力增大,會影響撈砂效果.(8)每次抽完砂之后,需要把動力油管,砂泵,沉砂管,底閥起出,清除里面的砂子,同時檢查保養(yǎng)撈砂泵泵筒及相關(guān)部件,保證下次施工時靈活好用.3.2撈砂作業(yè)施工過程中的安全對策(1)施工中確保指重表靈活,準(zhǔn)確,必須提前校對.128安全與環(huán)境工程第18卷(2)下?lián)粕氨脮r,記錄好下部沉砂管柱懸重,撈砂過程中可根據(jù)管柱懸重的增加

12、判斷撈砂進(jìn)展情況,確認(rèn)是否已完成設(shè)計撈砂量,以決定起鉆時機(jī).(3)探到砂面的瞬間,撈砂泵活塞在下死點,懸重為動力油管的重量和沉砂管重量之和;動力油管繼續(xù)下行,活塞下行4m的過程中,指重表懸重減少至動力油管重量后穩(wěn)定;砂泵活塞行至上死點后懸重稍有下降,動力油管開始通過活塞上死點對砂面加壓;注意控制懸重減少量不要超過1t,即開始上提動力油管,動力油管上提4in的過程中,因抽汲負(fù)荷增大,懸重大于動力油管重量;4m行程結(jié)束后,沉砂管也通過下死點被提起,懸重又有所增加,沉砂管被提離砂面時,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單流閥間的沉

13、砂油管中.(4)撈砂作業(yè)施工時,套管尺寸也影響撈砂泵1的撈砂進(jìn)尺,一般來講,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)動力油管經(jīng)過多次抽汲進(jìn)尺不再增加時,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.因為來回抽汲不僅磨損抽汲膠皮,而盲目加壓追求進(jìn)尺還會有卡鉆的危險.(5)上提動力油管操作要快而平穩(wěn),速度要求大于12.06m/min即可2,無需過快,同時密切觀察抽桿在4m行程內(nèi)指重表負(fù)荷的變化.經(jīng)過一次有效的抽汲,砂面應(yīng)該有所下降.行程超過4m,動力管柱通過柱塞下死點將下部沉砂管柱提出砂面,根據(jù)懸重變化可

14、以判斷撈砂量的多少;如果行程超過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間越短,越可以減少砂子在沉砂管自由沉降的時間,當(dāng)上提管柱抽汲時,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)語在清除油井井下積砂施工過程中,撈砂泵撈砂技術(shù)因為綠色環(huán)保