反循环冲砂装置的研制与应用

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　　摘要由于正循环冲砂，携砂能力弱；返砂速度慢；当砂比达到一定值，极易造成砂卡管柱事故；常规反循环冲砂，在实际运用中，自封芯常常被油管接箍挂坏，易造成环境污染。因停泵易造成油管堵塞迫使工序返工，影响施工进度。我们利用自制单刮刀（砂铲）+快速链接装置+ 双SFZ18-21封井器组成的反循环冲砂装置反冲砂，解决了冲砂砂卡、砂堵管柱，避免了污染事故，大大提高了冲砂效率，应用效果良好。
　　关键词 正冲砂反冲砂 反循环冲砂装置
　　中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
　　
　　一、术语
　　1、冲砂：向井内高速注入液体，将井底沉砂冲散，利用液流循环上返的携带能力将冲散的砂子带到地面的工艺过程。
　　2、正冲砂：冲砂液由冲砂管进入，冲击沉砂，冲散的砂子与冲砂液混合后沿套管与冲砂管的环形空间上返至地面的冲砂方式。
　　3、反冲砂：冲砂液由套管与冲砂管的环形空间进入，冲击沉砂，冲散的砂子与冲砂液混合后沿冲砂管上返至地面的冲砂方式。
　　反循环冲砂装置的研制
　　濮城油田进入中后期开发，由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理，以及措施不当造成油水井出砂，砂柱堵塞出油通道，增加流动阻力，使油井减产甚至停产，损坏井下设备，造成井下砂卡，因此必须采取措施清除积砂，还有因工艺需要填砂后再清除积砂，压裂后清除积砂，可见，清除积砂是井下作业施工的一重要措施，它直接影响采油工艺技术措施和油田开发方案的实施。因此，我们必须采取行之有效的清砂工艺技术措施，来解决这一难题。正冲砂工艺操作简单，但存在着许多弊端，如携砂能力弱、返砂慢 、易卡钻；常规反循环冲砂，解决了卡钻事故，然而，手动液压自封芯孔较小安装困难，在使用时油管接箍通过极易挂坏自封芯，如果芯子坏了，要起出冲砂管柱，更换芯子，不但耽误时间，还要重复冲洗，常常出现砂堵管柱现象，由于冲刺力小，常常出现冲不动，无进尺现象。濮城油田2011年实施冲砂施工300余井次，出现V42-12等砂卡11井次，P1-28等砂堵9井次，V43-13等冲砂无进尺23井次。为此我们研制了反循环冲砂装置，用单刮刀（砂铲）代替冲砂笔尖或喇叭口连接在下井管柱最底部，遇到冲砂无进尺时，冲洗+旋转管柱，很好的解决了冲砂无进尺问题，用快速链接装置代替水笼头，操作简单、快速，避免了更换单根停泵现象，用双SFZ18-21封井器代替手动液压自封，避免了油管接箍易挂坏自封芯，提高了冲砂效率。
　　反循环冲砂装置的结构组成
　　1、单刮刀（砂铲）连接在管柱最下部。见右图
　　2、快速链接装置 见右图
　　（1）截取一端带丝扣的φ60㎜平式油管×0.5m两根，并对焊成一体接头部分焊成φ76㎜左右。
　　（2）截取一端带丝扣的φ73㎜加厚油管×0.15m（包括丝扣）两侧加焊螺母。
　　(3)将φ60㎜ 密封圈及对焊成一体φ60㎜管从φ73㎜短节内套入，在φ60㎜管丝扣后上紧由壬头。
　　3、双SFZ18-21封井器。见右图
　　四、反循环冲砂装置的应用（操作）方法
　　1、 井口装好SFZ18-21封井器1。
　　2、单刮刀（砂铲）连接在管柱最下部，下冲砂管柱至砂面。
　　3、连接反洗井管线，装SFZ18-21封井器2。
　　4、快速连接装置的插入冲砂管柱内，并带紧压帽，上部由壬头连接好活动弯头，水龙带，充分洗井。
　　5、洗井合格后，把压帽卸开提出φ60㎜管，并把φ60㎜管插到要下井的第一根油管内用手把压帽上紧，接好水龙带，挂活动弯头保险绳即可进行冲砂作业。
　　6、冲砂时打开上防喷器，油管接箍通过后关闭上防喷器，打开下封井器，直至冲完一个单根，冲砂不需停泵，直至冲至设计深度。
　　7、冲砂到位后，用大于井筒容积2倍的清水彻底洗出井内散砂，完成冲砂施工。
　　五、反循环冲砂装置的现场应用
　　1、冲砂速度快。由于反循环冲砂装置可实现连续不停泵冲砂，砂子不下沉，大大提高了冲砂速度，缩短了施工周期。
　　2、携砂能力强。油管内容积为油套环形空间内容积的37.5%，同样排量，反循环冲砂装置冲砂比正冲，液体上返速度快，砂子返出地面快。
　　3、反循环冲砂装置冲砂杜绝了卡钻事故，由于冲砂液由油套环形空间进入，冲出的砂子等杂物从油管内带出，油套环形空间内不存在砂子等杂物堆积，从而在根本上杜绝了卡钻事故的发生。
　　4、快速连接装置代替水笼头，用双SFZ18-21封井器代替手动液压自封，在一定程度上降低了冲砂时的劳动强度，并缩短了施工时间；
　　5、冲出高压层易井喷，原来的液压手动自封易出现井喷，现改革后的双SFZ18-21封井器，始终有一个封井器是关闭状态，避免了井喷事故。
　　避免了污染事故。
　　6、起下单根，通过开、关SFZ18-21封井器，减轻了起下单根时油管接箍对井口胶芯的伤害，延长了胶芯使用寿命；
　　濮城油田2012年利用反循环冲砂装置，实施冲砂施工260余井次，未出现砂卡，砂堵，冲砂无进尺现象。V43-13等2011冲砂无进尺的23井次也冲砂成功。冲砂成功率100%。
　　冲砂的时间和费用计算按局定额标准；以每口井井深2500米，冲砂100米为标准计算：利用反循环冲砂装置冲砂，单井可缩短作业时间5小时，节约车辆费（一台水泥车254元+两台罐车121元×2）×5=2480元，节约燃料费（20升×7.36元/升）×5=736元，减少施工占产时间，可生产原油0.1吨=500元。单井可创效3716元；濮城油田2012年创效（施工260余井次）3716×260=96.616万元；而且杜绝了砂卡事故、井喷事故。
　　六、结论与认识
　　《反循环冲砂装置》经过应用，作业占产时间短，冲砂速度快、适用范围广、而且杜绝了管柱砂卡事故及不易造成环境污染，所产生的经济效益是十分可观，得到了领导的好评，荣获了中原油田二0一二年职工技术创新成果三等奖，现已在中原油田推广使用。值得其它油田推广和应用。
　　参考文献：
　　1、集团公司井控培训教材编写组.《井下作业井控技术》[M].中国石油大学出版社，2008年.
　　2、 秦积舜.李爱芬主编《油层物理学》.东营石油大学出版社，2003
　　3、万仁溥.罗英俊主编《采油技术手册》（第八分册）[M].石油工业出版社，1996
　　4、张琪主编《采油工程原理与设计》. 东营石油大学出版社，2000
　　5、常子恒主编《石油勘探开发技术》.石油工业出版社，2001

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