捞砂泵捞砂作业安全对策

1、捞砂泵捞砂作业安全对策第 18 卷2011 年第 4 期7 月安全与环境工程SafetyandEnvironmentalEngineeringVo1.18NO.4Ju1.2011 捞砂泵捞砂作业安全对策 葛海宗(中原油田分公司井下特种作业处 ,河南濮阳 457164)摘要 :本文针对清除油井井下积砂施工过程中循环水冲砂工艺存在的不足,提出了负压高效机械式捞砂工艺技术 ,并概述了该机械捞砂工艺的结构装置 ,工作原理 ,同时结合在苏丹黑格里油田 现场应用过程中出现的问题 ,提出了捞砂泵捞砂作业的安全施工对策和措施 .该研究对油田安全捞砂施工具有重 要的指导意义 .关键词 :捞砂泵 ;捞砂工艺 ;抽

2、汲 ;安全对策中图分类号 :X937;TE343;TE687 文献标识码 :A 文章编号 :1671-1556(2011)04012606SafetyPrecautionsforSandBailerOperationGEHaizong(SpecialDownholeServiceDepartment,ZhongyuanOilfield,Puyang457164,China)Abstract:Inviewoftheshortcomingofsandwashingtechnologywithrecycledwater,thenegativepressuremechanicalsandfishing

3、technologyisputforward.Thispaperanalyzesthestructureandworkingprincipleofsandbailer.IncombinationwiththecommonproblemsinSudansite,thepaperintroducesthesafetypre cautionsofsandbaileroperationtodirectsandfishingoperationinfuture.Keywords:sandbailer;sandfishing;swabbing;safetyprecaution0 引言 在砂岩油藏开采过程中

4、,油井出砂不仅会造成 泵筒（定子）,转子,抽油杆等磨损 ,引起泵漏失 ,严重 时还会引起卡泵 ,断杆 ,砂埋管柱等事故 ,而且还会 加剧抽油泵腐蚀 ,因此必须对油井进行冲砂作业 . 油井修井进行水力冲砂作业时 ,由于冲砂液的液柱 压力远远大于地层压力 ,因此大部分冲砂液漏进了 地层 ,只有少量的冲砂液返出地面 ,而被冲浮起的砂 子大部分随冲砂液漏进油层大孔道 ,随冲砂液返出 地面的砂子仅占一小部分 ,有时随水力浮悬的砂子 又沉积在井底 ,造成冲砂管卡 ,埋事故 ,增加了作业 的难度 ,有的低压漏失井甚至没有返出 .这种情况 下 ,油井在修井液冲砂后 ,见油速度较慢 ,一般需要 56d 才能见产

5、.而捞砂泵具的推广使用解决了 这些难题 ,经过使用捞砂泵后 ,当天下入捞砂管柱当 天见效,效果显着 ;同时节省了费用 ,缩短了作业时 间,也避免了因冲砂液漏失对地层和采油工艺造成 的影响;另外,清砂彻底 ,还延长了油井的免修期 . 捞砂泵不仅适用于漏失井 ,还适用于不漏失井 ,使用 范围较广 13.然而,捞砂泵作为一种井下作业工具 ,如果操作 不当 ,不仅捞砂无进尺延误生产时间 ,严重时还有可 能酿成井下工程事故 .鉴于此 ,笔者分析了捞砂泵 的结构和工作原理 ,并结合在苏丹黑格里油田应用的实践经验 ,对现场捞砂作业经常出现的问题进行 了分析 ,提出了使用捞砂泵进行安全作业的对策和 措施.捞砂

6、泵的结构及工作原理1.1 捞砂泵结构 捞砂泵结构如图 1 所示 .捞砂管柱人井顺序自下而上依次为 :砂铲 （锯齿 形油管鞋或锥型十字架 ）,下球阀 （球阀或活页式单 流阀），沉砂管（1525 根 3.5 油管,依所需捞砂量 而定），上球阀（球座式单流阀）,捞砂泵总成（图 I 中 收稿日期 :20 1 0 1 2-06 修回日期:20 1 1 -0205作者简介 :葛海宗 （1975 一）,男,工程师 ,主要从事井下作业及压裂酸化工作.EmaiI:ghzwhm163.coin第 4 期葛海宗 :捞砂泵捞砂作业安全对策 1272图 1 捞砂泵结构Fig.1StructureofsandbaiIer

7、1 .上节头;2 .活塞拉杆 ;3.泄油通道 ;4.压环;5.抽汲活节 6.抽汲胶皮;7.泵简;8.上球阀;9.沉砂管;10.下球阀11.砂铲;12.活塞行程 1,2,3,4,5,6 的总称,其中的泄油通道 3 用于起钻 时让不含砂的井液流回到油套环形空间 ）.捞砂泵 总成上节头接动力油管 （3.5 油管若干,根据实探砂 面深度 ,用于抽汲时的工作管柱 ）.这里需要说明的是 :沉砂管 ,指由于砂子比重比 井液比重大 ,故砂子下沉到如图 1 所示的上 ,下球阀 中间的管中 ;探砂面 ,指根据修井机指重表悬重变化 可以判断抽砂管柱底部砂铲是否接触井筒内的砂 面.1.2 捞砂泵工作原理 动力油管下到

8、一定位置 ,捞砂泵准备工作时 ,砂 铲接触砂面 ,沉砂管 ,泵筒的重量由砂面支撑 .当修 井机上提动力油管时 ,两个单流阀在抽子抽力作用 下打开 ,套管内砂粒在负压作用下随携砂流体进入 沉砂管柱内 ,沉砂管中砂子和井液上行时 ,由于砂子 比重比井液比重大 ,故砂子下沉 ,井液上升 ;当修井 机下放动力油管时 ,这时两个单流阀关闭 ,砂子不能 回到套管中 ,而上面不含砂的井液经过上部泄油通 道又回到油套环形空间 .这样 ,通过抽吸在捞砂泵 下形成一定的真空度 ,同时在油套环形空间液柱压 力作用下 ,在砂铲底部形成一定的回压 ,将携砂流体 被抽入 ,砂子沉降在两个单流阀问的沉砂油管中 ,携 砂流体

9、中的液体排至油套环形空间 .反复起下管柱 抽吸捞砂至设计深度 ,起出捞砂泵泄砂 ,若没达到设 计深度重复捞砂即可 . 2 现场捞砂作业常见的问题 捞砂泵虽然结构简单 ,容易操作 ,但是现场捞砂 施工中 ,如果操作不当也会出现工程事故 .通过对 近几年苏丹黑格里油田近百口井的捞砂施工数据统 计发现 ,现场捞砂施工出现的不安全因素主要包括 以下三个方面 :其一 ,沉砂管的长度选择不当 .沉砂 管过短会出现两种问题 ,一是沉砂管很快捞满 ,来回 起下钻耽误投产时间 ,二是携砂液很容易上行到上 球阀泵腔中 ,沉砂导致上球阀关闭不严 ,捞砂失败 ; 沉砂管过长则因抽子造成的负压有限 ,后期沉砂管 储存一

10、定量的砂子后继续捞砂效果不理想 .其二 , 捞砂过程必须平稳操作 ,活塞上行速度过快 ,动力油 管对泵柱塞下死点冲击力太大 ,超过一定强度就会 提断活塞拉杆造成井下落物事故 ;上行速度太慢 ,形 成的负压造成的携砂流速太小影响捞砂效果 .其 三,探砂面加压不能太多 ,探砂面时 ,沉砂管 ,砂泵泵 筒的重量已经由砂面支撑 ,如果下方动力油管到活 塞上死点加压太多 ,很容易造成卡钻事故 . 3 捞砂作业的安全施工对策和措施 3.1 捞砂作业施工前的安全措施(1) 下捞砂泵捞砂施工前 ,必须下井检查套管 有无变形 ,对发生套变 ,有落物的井不能下捞砂泵 , 否则容易引发卡钻事故 .(2) 捞砂泵用于

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 .因为在斜井中捞砂泵球座会关闭不严 ,易造 成捞砂效果差或无进尺 .(3) 挤涂料砂防砂和挤固砂剂的井建议不下捞 砂泵捞砂 ,否则覆膜砂进入泵腔可使球阀座无法闭 合或关闭不严 ,导致捞砂效果甚微或不理想 .(4) 捞砂泵人井前 ,卸开底阀检查活门是否关 严,活门翻转是否灵活可靠 ,还要检查砂泵活塞杆下 面的抽汲胶皮 (3 .5 抽吸胶皮 3 级,2 个普通型,1 个 防砂型 )是否密封完好 .(5) 捞砂泵必须在液面以下工作 ,砂面以上无 液体则无法进行抽汲捞砂作业 .(6) 沉砂管入井时必须认真检查

12、上扣 ,丝扣连 接保证密封 ,否则会影响捞砂效果 .(7) 沉砂管通常选择 1525 根 3.5油管,沉砂 管太短,则很快捞满 ,砂子再上行进入泵筒 ,会造成 泵球座关闭不严 ,减低捞砂效率 ;沉砂管太长 ,抽子 造成的负压有限 ,后期沉砂管储存一定量的砂子后 , 携砂液进入泵简要克服的阻力增大 ,会影响捞砂效果.(8) 每次抽完砂之后 ,需要把动力油管 ,砂泵 , 沉砂管,底阀起出 ,清除里面的砂子 ,同时检查保养 捞砂泵泵筒及相关部件 ,保证下次施工时灵活好用 .3.2 捞砂作业施工过程中的安全对策(1) 施工中确保指重表灵活 ,准确 ,必须提前校 对.128 安全与环境工程第 18 卷(

13、2) 下捞砂泵时 ,记录好下部沉砂管柱悬重 ,捞 砂过程中可根据管柱悬重的增加判断捞砂进展情 况 ,确认是否已完成设计捞砂量 ,以决定起钻时机 .(3) 探到砂面的瞬间 ,捞砂泵活塞在下死点 ,悬 重为动力油管的重量和沉砂管重量之和 ;动力油管 继续下行，活塞下行 4m 的过程中，指重表悬重减 少至动力油管重量后稳定 ;砂泵活塞行至上死点后 悬重稍有下降 ,动力油管开始通过活塞上死点对砂 面加压;注意控制悬重减少量不要超过 1t,即开始 上提动力油管 ,动力油管上提 4in 的过程中 ,因抽 汲负荷增大 ,悬重大于动力油管重量 ;4m 行程结束 后,沉砂管也通过下死点被提起 ,悬重又有所增加

14、, 沉砂管被提离砂面时 ,停止上提管柱 .一次冲程结 束,准备再探砂面进行第二次冲程捞砂作业 .重复 以上抽汲操作即可把井中砂子抽入到两个单流阀间 的沉砂油管中 .(4) 捞砂作业施工时 ,套管尺寸也影响捞砂泵1的捞砂进尺 ,一般来讲,5_砉-套管砂柱一次可捞砂厶 8o100m,7套管砂柱一次可捞砂5o60m,9 詈 o 套管砂柱一次可捞砂 2530m,当动力油管经过多 次抽汲进尺不再增加时 ,应当考虑起出捞砂管柱清 砂后再下入捞砂泵作业 ,否则继续捞砂效果不理想 因为来回抽汲不仅磨损抽汲胶皮 ,而盲目加压追求 进尺还会有卡钻的危险 .(5) 上提动力油管操作要快而平稳 ,速度要求 大于 12

15、.06m/min 即可2,无需过快，同时密切观 察抽杆在 4m 行程内指重表负荷的变化 .经过一 次有效的抽汲 ,砂面应该有所下降 .行程超过 4m, 动力管柱通过柱塞下死点将下部沉砂管柱提出砂 面,根据悬重变化可以判断捞砂量的多少 ;如果行程 超过 4m 太多 ,不影响捞砂泵的正常工作 ,只是探 砂面下放管柱行程增加 .(6) 上起下放管柱抽吸捞砂操作要连续 ,下放 管柱探砂面的时间越短 ,越可以减少砂子在沉砂管 自由沉降的时间 ,当上提管柱抽汲时 ,越利于携砂液 更多地进入沉砂管 .(7) 如砂面一次下降太多 ,不要急于探砂面继 续抽汲 ,注意要先将沉砂管柱上提再慢慢下放试探 砂面,以防止在大直径套管内形成砂洞 ,塌坍后埋住 下部油管 .(8) 根据需要也可将捞砂泵圆柱形柱塞拉杆改 造成方菱形 ,砂铲下旋三棱加大外径 ,并铺焊钨钢 , 改进后的捞砂泵下管柱可以旋转 ,可用于钻开砂面 胶结层,扩大使用范围 ,也提高了捞砂的成功率 .4 结语 在清除油井井下积砂施工过程中 ,捞砂泵捞砂