叶纪东 （中美合资四机赛瓦石油钻采设备有限公司，湖北 荆州434024）

一种新型固井水泥车及其固井作业操作要求

叶纪东 （中美合资四机赛瓦石油钻采设备有限公司，湖北 荆州434024）

SJX5230TSN型固井水泥车是一种计算机自动控制混浆的新型固井设备。重点介绍了该固井水泥车的结构组成和主要特点。对其固井作业操作提出了要求，包括：固井作业前的准备及注意事项；如何向井口泵送液体；固井作业操作注意事项；固井作业完成后对设备的清洗。

固井设备；水泥车；固井作业；操作；要求

1 固井水泥车结构组成

SJX5230TSN型固井水泥车是一种计算机自动控制混浆的新型固井设备，由车台柴油机和底盘柴油机同时驱动。该设备具有自动混浆及二次混浆功能，整车的操作由电路系统、液压系统、气路系统来实现。该车的固井作业操作均在平台上进行，方便、可靠，可由一人完成，自动化程度高。操作平台上安装有仪表控制台及护栏，吸入管路和排出管路的控制阀都集中在仪表控制台周围，仪表控制台上装有各种仪表、控制装置及自动混浆装置的计算机系统。

该车的自动混浆装置由混浆槽、高能混合器、下灰阀、RA5×6离心泵、Mission 2×3离心泵、搅拌系统及管汇组成。RA5×6离心泵和Mission 2×3离心泵由2个液压马达驱动。自动混浆装置的工作原理如下：灰罐的干水泥通过管线接到下灰阀，高能混合器高速喷射的水流形成真空吸入干水泥与流体混合。干水泥的多少通过计算机控制比例阀来执行。混合后的泥浆在泥浆槽中经搅拌叶片进一步混合，泥浆循环离心泵实现水泥浆的二次和多次混合。3in泥浆密度计将水泥浆的真实密度反馈给计算机。在喷射管路上安装有3in流量计，它将水的流量信号反馈给计算机，计算机通过反馈回来的信号和已设定的密度要求指令液压执行机构调整比例阀开口大小，让泥浆密度自动控制到设定密度。

2 固井水泥车主要特点

主要特点包括：该车具有压力高、排量大、效率高、安全耐用；设有自动混浆装置，使水泥浆的密度由手动操作不易控制变为计算机的自动控制，水泥浆的密度调节更加准确，保证混浆的质量；设有2套超压保护装置，当泵的压力超过预定的压力值时，能停止动力输出，以保证设备安全运行和人身安全；自动混浆装置中离心泵的动力来自底盘车，从而使自动混浆装置的工作状态更加稳定，避免了因车台变扭器的换档所带来的冲击而引起泥浆密度的不稳定，提高了混浆质量；水泥浆的密度测定采用非放射性密度显示计，避免了放射性物质对人身及环境的危害；混浆槽上设有专门的气体排出口，便于操作员观察液面；自动混浆微处理器具备模拟功能，不用水泥，操作员就可以模拟实际固井作业，既可以提高操作员的操作水平，又可以节省培训费；该车的固井作业均可以在操作平台上由一人完成，操作方便可靠，自动化程度高；该车装有过滤装置、喷油装置和清洗装置，可以过滤清水中的杂物，容易清洗设备外表的水泥浆；仪表台、计量罐上方及混浆槽处均设有灯光照明，以便在夜间进行作业；全电脑控制发动机，冷启动性能好。具有自我保护、自我诊断、数据显示功能，燃烧效果好，对环境污染小。

3 固井作业的操作要求

3.1 固井作业前的准备及注意事项

在固井作业前应遵守以下要点：①当设备到达使用场地时应按要求停放好设备，并应注意使井内可能溢出的气体或流体被风吹起时能远离操作者和设备，保证井场设备和人身安全；②从水源接至设各的管线尽可能短和直，便于高效供水。从设备接至井口的高压管线应有足够的活动弯头连接，以便于在泵工作时使管线能够移动。连接管线上的丝扣应用钢丝刷清理干净并涂上黄油，便于日后易于拆卸管线；③检查与计算机相连的线路接头是否连接可靠，不得出现任何松动和脱落现象。并给计算机用电瓶充足电；④检查各种接头是否连接可靠；⑤检查计量罐和混浆槽内有无异物，这对保证3台离心泵能否正常工作是极其有好处的，千万不要忽视；⑥对清水和干水泥灰均要求不允许有异物如棉纱团、布条、石块、金属物等，它们会使3台离心泵在工作时发生故障；⑦起动设备让其低速运转，观察各仪表、手柄、阀件及超压保护装置是否灵；⑧动力端润滑油压不低于0.lMPa；3.5in柱塞泵压力不超过70MPa；动力端外壳的温度不允许高于80℃；⑨在正常固井作业时，柴油机的转速应在1800～2100r/min范围内；⑩泵的高压排出管通过高压旋塞阀可以将泵排出的液体回到计量罐，又能通过高压旋塞阀向井口泵送高压液体，调整时必须在关闭一组阀门之前先打开另一组阀门，才不会导致憋泵的危险。

3.2 向井口泵送液体

车台上的三缸柱塞泵吸入总管有多种吸入方式向井口泵送高压液体，在现场固井作业时，由工程技术人员视现场情况决定。现就最常用的泵注方法介绍如下：液体从计量罐经喷射泵、混合器、泥浆槽、灌注泵向三缸柱塞泵吸入总管供液，泵送高压介质至井口。这种供液方式大多数在固井作业时配制水泥浆，也是固作业时操作较复杂、职责较重大的过程。

3.3 固井作业操作

固井作业时，掌握设备的正常操作，对加快固井速度、提高固井质量、减少事故均有很大帮助。在固井作业时千万要注意以下几点：①根据井深和井壁的情况确定所需的排量和泵压，参考柱塞泵各种工况下性能参数选择车台柴油机的转速和液力机械传动箱档位。建议柴油机、柱塞泵以满功率70%～80%为宜，这样可以延长设各的使用寿命；②液力机械传动箱的换档。液力机械传动箱的传动优点是可以带负荷起动，带负荷从低档向高档换档，传递动力不间断，保证泵一直有动力驱动 （空档除外）；在从高向低换档时，液力机械传动箱必须在闭锁离合器解锁状态下换档，这对柴油机、传动箱均有保护作用；③碰压操作是在作业施工中要特别小心、高度注意的一项作业。由于该车选用了液力机械传动箱，在碰压时，将柴油机降速或怠速运转，此时传动箱处于变矩工况工作，柱塞泵立即处于极低的速度运转，把井筒中的压力稳定在所需的压力值，完成碰压作业。操作迅速准确，平稳轻便，是该水泥车使用液力机械传动箱的一个重要设计特点之一；④再次提出固井前一定要清除计量罐、混浆糟、清水、干水泥灰中的异物，这对保证离心泵在固井作业时不发生故障是极为重要的，根据现场离心泵发生故障的大量事实也证明了这一点，千万不能忽视；⑤如果固井作业时设备发生故障，要立即关闭干水泥灰阀，清除混浆槽内稠状或粉末状的水泥，然后再断水，切勿先断水；⑥配制固井水泥浆是固井作业中的一重要环节，它直接影响固井质量。该车的混浆系统直接设置在车上，利用供水泵向该车计量罐供水，清水经喷射泵吸入加压输送到混合器与干水泥灰混合进入混浆糟，循环灌注泵吸入水泥浆一部分通过密度计流回混浆槽，而大部分泥浆再进入混合器进一步混合。循环灌注泵吸入水泥浆直接供给柱塞泵，经加压后向井口泵送固井水泥浆。

3.4 设备的清洗

固井作业完成后，要对设备进行清洗：①将设备管线内、混合器、混浆槽密度计及三缸柱塞泵内的水泥或水泥浆冲洗干净，直到排出清水为止；关上混合器供水阀，打开过滤器上的球阀，冲除过滤器内的杂质和异物；必要时应将其中的滤网拆下清洗；②将计量罐加满清水，把设备移动到指定的位置，启动车台柴油机，打开喷射泵用冲洗胶管清洗该车外部脏物；③设备清洗干净后，停止车台柴油机，打开所有蝶形阀和高压旋塞阀，打开所有离心泵的排水阀，打开三缸泵收入总管的堵盖，排尽柱塞泵内和管路的积水。不仅是严寒的冬天或其他季节，这样做都会对设备有好处。

TE925.207

A

1000－9752（2011）06－0365－02

2011－04－10

叶纪东 （1976－），男，1999年武汉科技大学毕业，工程师，现从事油田固井、压裂装备电气自动控制系统设计与开发工作。

［编辑］ 苏开科