捞砂抽汲工艺改造与应用

1、捞砂抽汲工艺的改进与应用捞砂抽汲工艺的改进与应用 目目 录录一、前言一、前言二、捞砂泵结构及类型二、捞砂泵结构及类型三、捞砂泵工作原理三、捞砂泵工作原理四、捞砂泵使用存在的问题四、捞砂泵使用存在的问题五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施六、应用情况六、应用情况七、结论及建议七、结论及建议 在油水井作业过程中，对于地层产生亏空以及有严重漏失层的油水在油水井作业过程中，对于地层产生亏空以及有严重漏失层的油水井，作业冲砂时入井液漏失现象在所难免，入井液的漏失既给地层带井，作业冲砂时入井液漏失现象在所难免，入井液的漏失既给地层带来损害，又影响修井作业的正常进程，同时利用泵车大排量洗井冲砂，来损害，又影

2、响修井作业的正常进程，同时利用泵车大排量洗井冲砂，存在作业费用高，消耗时间长，作业后入井液返排困难等不利因素。存在作业费用高，消耗时间长，作业后入井液返排困难等不利因素。而捞砂泵具有作业风险小（不会造成井下事故）、无地层污染、捞砂而捞砂泵具有作业风险小（不会造成井下事故）、无地层污染、捞砂效果显著（抽吸力较大，一次能捞砂百米左右）、操作简单、经济实效果显著（抽吸力较大，一次能捞砂百米左右）、操作简单、经济实惠等特点，非常适合油水井清砂作业。早在惠等特点，非常适合油水井清砂作业。早在19971997年年9 9月在月在l4-1l4-1井进行井进行了首次捞砂试验，但由于捞砂效果不明显试验中止。了首次

3、捞砂试验，但由于捞砂效果不明显试验中止。2007-20082007-2008年再年再次推广捞砂泵，但由于捞砂施工成功率较低未能广泛应用。次推广捞砂泵，但由于捞砂施工成功率较低未能广泛应用。20092009年通年通过研究，对捞砂泵进行了系统改进，捞砂成功率得到了极大提高，使过研究，对捞砂泵进行了系统改进，捞砂成功率得到了极大提高，使用范围进一步扩大。改进后的捞砂泵不但能完成直井、斜井、水平井用范围进一步扩大。改进后的捞砂泵不但能完成直井、斜井、水平井的清砂施工，还在抽汲排液施工中得到了广泛利用。的清砂施工，还在抽汲排液施工中得到了广泛利用。一、前一、前 言言（一）结构（一）结构 捞砂泵是由泄压阀

4、、凡尔、柱塞、捞砂泵是由泄压阀、凡尔、柱塞、外筒、密封胶筒、压紧环、活页阀、外筒、密封胶筒、压紧环、活页阀、砂铲组成。砂铲组成。二、捞砂泵结构及类型二、捞砂泵结构及类型（二）类型（二）类型 捞砂泵主要有捞砂泵主要有70mm70mm和和83mm83mm两种类型。两种类型。三、捞砂泵工作原理三、捞砂泵工作原理 捞砂泵工作时：捞砂泵工作时： 上提油管上提油管上部单流阀关闭，下部底阀上部单流阀关闭，下部底阀打开打开，捞砂泵内形成真空，在捞砂泵内，捞砂泵内形成真空，在捞砂泵内和环形空间形成压差，井内液体在此压和环形空间形成压差，井内液体在此压差的作用下携带砂子高速进入沉砂管；差的作用下携带砂子高速进入沉

5、砂管； 下放油管下放油管上部单流阀打开，下部底上部单流阀打开，下部底阀关闭，阀关闭，砂子保留在沉砂管，液体经过砂子保留在沉砂管，液体经过单流阀和循环口又回到油套环形空间。单流阀和循环口又回到油套环形空间。这样往复运动，直至抽到设计要求位置这样往复运动，直至抽到设计要求位置或人工井底，将井筒积砂清除干净。或人工井底，将井筒积砂清除干净。四、捞砂泵使用存在的问题四、捞砂泵使用存在的问题1 1、捞砂成功率低、捞砂成功率低 20072007年年1111月到月到20082008年年6 6月改进前的捞砂泵在我厂共应月改进前的捞砂泵在我厂共应用用1515井次井次，捞砂成功，捞砂成功仅仅8 8井次井次，成功率

6、为成功率为53.3%53.3%。从统计看，。从统计看，捞砂泵无法破除沙粒胶结及小落物是造成捞砂不成功的主捞砂泵无法破除沙粒胶结及小落物是造成捞砂不成功的主要原因。要原因。四、捞砂泵使用存在的问题四、捞砂泵使用存在的问题2 2、适用范围不广、适用范围不广 改进前的捞砂泵受结构限制，砂铲在大斜度段无法关闭，改进前的捞砂泵受结构限制，砂铲在大斜度段无法关闭，不能在大斜度井和水平井进行捞砂作业，不利于捞砂工艺的不能在大斜度井和水平井进行捞砂作业，不利于捞砂工艺的推广。推广。3 3、卡钻事故较多、卡钻事故较多 改进前的改进前的90mm90mm捞砂泵在我厂应用的捞砂泵在我厂应用的1515井次中，捞砂过程井

7、次中，捞砂过程中发生卡钻事故中发生卡钻事故2 2井次，占施工井的井次，占施工井的13.3%13.3%（详见表（详见表1 1）。）。2007-20082007-2008年捞砂井施工情况及原因分析年捞砂井施工情况及原因分析序序号号井号井号归属单位归属单位人工人工井底井底砂面位砂面位置置生产井段生产井段施工日期施工日期施工情况施工情况原因分析原因分析界界 定定1 1g7-x7g7-x7二矿二矿31933193312731273041-31593041-315907.11.24 07.11.24 捞下捞下2323米，至油米，至油层中部，捞不下，层中部，捞不下，未到设计位置。未到设计位置。井下问题不井下

8、问题不清清成功成功2 2g12-22g12-22二矿二矿14891489142114211395-14281395-142807.11.23 07.11.23 捞至设计位置捞至设计位置成功成功3 3g89-4g89-4二矿二矿30743074291529152935-29812935-298107.12.11 07.12.11 捞下捞下1919米，过油米，过油层层4 4米，捞不下，米，捞不下，未到设计位置，未到设计位置，打印为砂面，工打印为砂面，工艺定不再处理。艺定不再处理。捞砂泵问题捞砂泵问题不成功不成功4 4f31-x4f31-x4三矿三矿33123312323932393227-3257

9、 3227-3257 3291-32983291-329808.02.13 08.02.13 捞至设计位置捞至设计位置成功成功5 5f124-f124-x17x17二矿二矿33433343323432343290-33013290-330108.02.20 08.02.20 捞捞2 2次都未成功，次都未成功，冲砂成功。冲砂成功。捞砂泵问题捞砂泵问题不成功不成功6 6c6-x351c6-x351一矿一矿20392039193519351838-19721838-197208.03.06 08.03.06 第一次捞不下，第一次捞不下，砂产被胶皮堵死，砂产被胶皮堵死，第二次捞下。第二次捞下。成功成功

10、7 7l9-9l9-9监测大队监测大队31693169296529652997-30512997-305108.03.09 08.03.09 捞砂管柱卡，未捞砂管柱卡，未捞出砂。捞出砂。操作问题操作问题（太快）（太快）不成功不成功8 8l23-33l23-33监测大队监测大队2862286228242824282928292834283408.03.07 08.03.07 捞砂不成功，冲捞砂不成功，冲砂砂3 3次才成功。次才成功。井内有胶皮，井内有胶皮，致使捞砂不致使捞砂不成功成功不成功不成功9 9l751-1l751-1监测大队监测大队33053305325432543240-3267324

11、0-326708.04.14 08.04.14 捞下捞下1 1根油管，从根油管，从32543254到到32613261米，米，至离油层底界以至离油层底界以上上2 2米，捞不下，米，捞不下，工艺定不再捞砂。工艺定不再捞砂。新井投产，新井投产，套管应无问套管应无问题，又没掉题，又没掉落物，应为落物，应为捞砂泵问题。捞砂泵问题。不成功不成功1010c110c110三矿三矿32623262320632063236-32423236-324208.04.20 08.04.20 捞砂不成功，冲砂捞砂不成功，冲砂顺利成功。顺利成功。压裂前，通过压裂前，通过井，冲砂又顺井，冲砂又顺利，捞砂不成利，捞砂不成功原

12、因应为捞功原因应为捞砂泵问题。砂泵问题。不成功不成功1111g7-3g7-3三矿三矿32633263317931793139-3166 3139-3166 3187-32803187-328008.05.16 08.05.16 捞出捞出2 2根油管砂子，根油管砂子，至人底，中间有砂至人底，中间有砂桥。桥。原作业队录取原作业队录取填砂资料不真填砂资料不真实，实际只填实，实际只填入少量砂。入少量砂。成功成功1212f125-2f125-2三矿三矿22962296216421642197-22162197-221608.05.24 08.05.24 捞到底成功，但管捞到底成功，但管柱卡，后经多次解柱

13、卡，后经多次解卡成功。卡成功。砂产太小，套砂产太小，套管壁上砂成圆管壁上砂成圆筒状，上提管筒状，上提管柱过程，砂子柱过程，砂子下落，卡钻。下落，卡钻。成功成功1313f154-5f154-5三矿三矿27142714267126712664-26722664-267208.05.26 08.05.26 小砂桥，捞出少量小砂桥，捞出少量砂（只有砂（只有7 7米），至米），至人底人底成功成功1414f124-9f124-9三矿三矿32063206317531752276-2282 2276-2282 3210-32223210-322208.06.10 08.06.10 捞砂不成功，冲砂捞砂不成功，

14、冲砂顺利成功（从顺利成功（从31883188到到32063206米），捞砂米），捞砂泵上未见胶皮。泵上未见胶皮。压裂前，通过压裂前，通过井，冲砂又顺井，冲砂又顺利，捞砂不成利，捞砂不成功原因应为捞功原因应为捞砂泵问题。砂泵问题。不成功不成功1515c87-x3c87-x3准备准备29042904287628762317-2556 2317-2556 2850-28782850-287808.06.13 08.06.13 捞出捞出1515米油管砂子，米油管砂子，至鱼顶位置至鱼顶位置28852885米，米，捞砂泵卡，解卡成捞砂泵卡，解卡成功。功。原验套时，原验套时，y211y211封胶皮掉封胶皮掉

15、至鱼顶，捞砂至鱼顶，捞砂时卡，上提解时卡，上提解卡卡4 4根油管后成根油管后成功。功。成功成功 五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施（一）合理选择泵径（一）合理选择泵径 针对针对90mm90mm捞砂泵已发生卡钻事故，捞砂泵已发生卡钻事故，70mm70mm捞砂泵捞砂泵抽汲力较小的问题，在抽汲力较小的问题，在20092009年捞砂施工中，我们全年捞砂施工中，我们全部采用部采用83mm83mm捞砂泵捞砂泵进行施工。进行施工。 五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施（二）不断改进泵结构（二）不断改进泵结构 1 1、拉杆改进、拉杆改进 针对改进前捞砂泵无法破除针对改进前捞砂泵无法破除沙粒胶结及小落物的问题

16、沙粒胶结及小落物的问题 ，我，我们将捞砂泵拉杆由原来的们将捞砂泵拉杆由原来的圆柱形圆柱形改成了四方形结构改成了四方形结构，该项改进攻，该项改进攻克了捞砂泵无法传递扭矩的难题，克了捞砂泵无法传递扭矩的难题，实现了管柱转动带动砂铲转动的实现了管柱转动带动砂铲转动的目的，解决了通过砂铲破除沙粒目的，解决了通过砂铲破除沙粒胶结及小落物的问题。胶结及小落物的问题。 五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施 2 2、砂铲改进、砂铲改进 原捞砂泵受结构限制（如图）原捞砂泵受结构限制（如图）, ,砂铲在大斜度段无法关闭，不能在砂铲在大斜度段无法关闭，不能在大斜度井和水平井进行捞砂作业。大斜度井和水平井进行捞砂作业

17、。我们分析水平井井身结构后认为，我们分析水平井井身结构后认为，利用沉砂管使捞砂泵置于直井（斜利用沉砂管使捞砂泵置于直井（斜井）段，砂铲在水平段，并对砂铲井）段，砂铲在水平段，并对砂铲进行改进，可以实现水平井捞砂施进行改进，可以实现水平井捞砂施工。为此我们在砂铲中工。为此我们在砂铲中加入强制关加入强制关闭的弹簧闭的弹簧，并对砂铲结构进行改进，并对砂铲结构进行改进，形成了水平井砂铲（如图）。形成了水平井砂铲（如图）。 五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施 （三）用途扩展（三）用途扩展 鉴于抽汲绳抽汲试油（气）存在已造成污染环境、占地面积大、排液效率鉴于抽汲绳抽汲试油（气）存在已造成污染环境、占地面

18、积大、排液效率低（排液量低、夜间无法施工）、抽汲深度有限、施工安全系数不高等不足。低（排液量低、夜间无法施工）、抽汲深度有限、施工安全系数不高等不足。通过对捞砂泵结构及工作原理的分析，认为堵死捞砂泵卸压孔，对捞砂泵进行通过对捞砂泵结构及工作原理的分析，认为堵死捞砂泵卸压孔，对捞砂泵进行固定，可完成抽汲作业。固定，可完成抽汲作业。 我们按设想将捞砂泵卸压孔堵死，在泵下加下我们按设想将捞砂泵卸压孔堵死，在泵下加下y211-114fy211-114f。20092009年年6 6月首次月首次在在g89-17g89-17井进行试验，试验时泵工作井进行试验，试验时泵工作8 8小时，排液小时，排液9m9m3

19、 3不出液，起出检查发现柱不出液，起出检查发现柱塞密封胶筒损坏。鉴于此用管式泵去掉活塞上反尔，用变扣接头连接活塞与油塞密封胶筒损坏。鉴于此用管式泵去掉活塞上反尔，用变扣接头连接活塞与油管，在油管上加下反尔代替活塞上反尔，用硬活塞代替软活塞，制成了目前推管，在油管上加下反尔代替活塞上反尔，用硬活塞代替软活塞，制成了目前推广使用的抽汲泵（见图）。广使用的抽汲泵（见图）。 该泵利用管柱的往复运动，可快速将井筒中的液体抽至地面，具有结构简该泵利用管柱的往复运动，可快速将井筒中的液体抽至地面，具有结构简单，便于操作，安全可靠，可快速录取试油（气）资料的特点，具有较好的应单，便于操作，安全可靠，可快速录取

20、试油（气）资料的特点，具有较好的应用价值。用价值。 1 1、抽汲泵结构、抽汲泵结构五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施 排液抽汲泵结构见图，主要由进液阀、泵筒、活塞、空心连杆、出液阀等组成。排液抽汲泵结构见图，主要由进液阀、泵筒、活塞、空心连杆、出液阀等组成。五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施2 2、抽汲泵工作原理、抽汲泵工作原理123上提管柱（活塞上行），出液阀关闭，进液阀打开，液体通过进液阀进上提管柱（活塞上行），出液阀关闭，进液阀打开，液体通过进液阀进入泵筒，活塞上部液体通过呼吸孔进入油套管环空。入泵筒，活塞上部液体通过呼吸孔进入油套管环空。下放管柱（活塞下行），出液阀打开，进液阀关闭

21、，泵筒内柱塞以下放管柱（活塞下行），出液阀打开，进液阀关闭，泵筒内柱塞以下液体，通过活塞、空心连杆进入管柱内腔排出地面，活塞上部由呼吸下液体，通过活塞、空心连杆进入管柱内腔排出地面，活塞上部由呼吸孔通过油套管环空补充液体。孔通过油套管环空补充液体。通过管柱不断上下活动，液体快速排出地面，达到抽汲目的。通过管柱不断上下活动，液体快速排出地面，达到抽汲目的。 五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施3 3、抽汲技术参数、抽汲技术参数 活塞直径活塞直径83mm83mm。 活塞行程活塞行程7300mm7300mm。 最大直径（压紧接箍）最大直径（压紧接箍）114mm114mm，泵体外径，泵体外径100mm

22、100mm。 合拢总长度合拢总长度9360mm9360mm。 泵下接头泵下接头27/8uptbg27/8uptbg公扣，上接头公扣，上接头4uptbg4uptbg母扣。母扣。 一行程排量一行程排量39l39l，每分钟冲次可达，每分钟冲次可达5 5次。次。 最大下入深度最大下入深度2000m2000m。五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施4、抽汲管柱组合、抽汲管柱组合12345金属棉虑砂管（激光隔缝管）。防止抽汲排量过大，污物卡泵。金属棉虑砂管（激光隔缝管）。防止抽汲排量过大，污物卡泵。尾管及油管锚定装置。尾管长度不得小于尾管及油管锚定装置。尾管长度不得小于200200米（用于消除抽汲泵柱塞与米

23、（用于消除抽汲泵柱塞与泵筒之间的摩擦力）泵筒之间的摩擦力）抽汲泵下入时将空心拉杆与活塞连接推入泵筒，通过提升短节下入抽汲泵，抽汲泵下入时将空心拉杆与活塞连接推入泵筒，通过提升短节下入抽汲泵，提空心拉杆。提空心拉杆。下出液阀、泄油器及油管，实现抽汲管柱的下入。下出液阀、泄油器及油管，实现抽汲管柱的下入。安装旋塞、水龙头（接水龙带），完成抽汲管柱的下入。安装旋塞、水龙头（接水龙带），完成抽汲管柱的下入。五、捞砂泵改进措施五、捞砂泵改进措施5 5、抽汲注意事项、抽汲注意事项(1)(1)锚定装置座封时要考虑地面管柱行程，即提升吊卡下放到自封位置，柱塞锚定装置座封时要考虑地面管柱行程，即提升吊卡下放到自

24、封位置，柱塞到固定凡尔距离越短越好，但不能互相碰撞，座封后如不合适可用油管短到固定凡尔距离越短越好，但不能互相碰撞，座封后如不合适可用油管短节调整。节调整。 (2)(2)抽汲时上提行程要控制好，不要超过抽汲泵行程以防油管锚定装置不断坐抽汲时上提行程要控制好，不要超过抽汲泵行程以防油管锚定装置不断坐封和解封（下探管柱至固定凡尔，上提一行程在钢丝绳上标记记号）。封和解封（下探管柱至固定凡尔，上提一行程在钢丝绳上标记记号）。 (3)(3)开始抽汲时注意观察活动管柱的重量，可以推断油套管液面深度，上下行开始抽汲时注意观察活动管柱的重量，可以推断油套管液面深度，上下行程负荷变化大，可达程负荷变化大，可达

25、50kn50kn，属正常现象。，属正常现象。 (4) (4)柱塞以上油管要求试压柱塞以上油管要求试压25mpa25mpa，防止抽汲管柱漏失。，防止抽汲管柱漏失。 (5) (5)应将水龙带在井架上固定，防止水龙带损坏。应将水龙带在井架上固定，防止水龙带损坏。 六、应用情况六、应用情况 （一）捞砂情况（一）捞砂情况 20092009年年1-101-10月份，利用改进的捞砂泵共捞砂月份，利用改进的捞砂泵共捞砂2828口井（详见口井（详见表表2 2），成功率），成功率92.9%,92.9%,较改进前捞砂成功率提高较改进前捞砂成功率提高39.6%39.6%；捞砂过；捞砂过程中未发生过卡钻事故；捞砂施工为

26、井下情况分析提供了依据。程中未发生过卡钻事故；捞砂施工为井下情况分析提供了依据。在捞砂不成功的在捞砂不成功的2 2口井中，口井中，f124-5f124-5井捞砂证明井内有落物井捞砂证明井内有落物, ,经大经大修处理完成施工。修处理完成施工。g890-22g890-22井捞砂证明套管变形井捞砂证明套管变形, ,用用50mm50mm油管油管冲砂完成施工。冲砂完成施工。 六、应用情况六、应用情况 六、应用情况六、应用情况 捞砂与冲砂比在提高作业效率的同时，捞砂与冲砂比在提高作业效率的同时，2828口井可节约特车口井可节约特车费用费用130536130536元（单井冲砂，泵车元（单井冲砂，泵车8 8小

27、时小时180180元元+ +罐车罐车6 6小时小时2 2 148.5 148.5元元=4662=4662元）。平均单井捞砂仅需元）。平均单井捞砂仅需2 2小时左右，而冲砂小时左右，而冲砂则需则需8 8小时以上，单井可减少占井周期小时以上，单井可减少占井周期6 6小时以上。清水冲砂后，小时以上。清水冲砂后，一般需要一般需要5-65-6天油井才能恢复正常；使用捞砂泵后，下入生产天油井才能恢复正常；使用捞砂泵后，下入生产管柱当天就可见效，管柱当天就可见效，2424口油井可为采油厂增产原油口油井可为采油厂增产原油450450吨。作吨。作业施工过程未污染油层，在油水井正常生产时将产生巨大经济业施工过程未

28、污染油层，在油水井正常生产时将产生巨大经济效益。效益。 六、应用情况六、应用情况 （二）抽汲情况（二）抽汲情况 20092009年年6 6月抽汲泵试验成功后，到月抽汲泵试验成功后，到20092009年年1010月份，利用改进的抽汲泵抽月份，利用改进的抽汲泵抽汲汲1010口井（详见表口井（详见表3 3），成功率），成功率100%100%。抽汲泵的使用基本取代了传统钢丝绳。抽汲泵的使用基本取代了传统钢丝绳抽汲。抽汲。 抽汲泵使用情况统计表 表3序号井 号施工单位施工内容抽汲泵规范下入深度下入时间起出时间使用时间排出液量备注mmmyyyy-m-dyyyy-m-ddm31g89-17作业07队新井投产83180009.06.1809.06.22535供液不足2l66x2作业11队新井投产83170009.07.0909.07.1651093c75-18作业02队新井投产83180009.08.1709.08.26871供液不足4f144-17作业03队封堵补孔83180009.09.2509.10.05929供液不足5j102p1作业07队新井投产8386009.10.0509.10.12647供液不足6f124-5作业12队抽汲下泵83180009.08.2309.09.01833供液不足7c9-1作业01队新井投产83180009.07.