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正反循环洗井快速转换管汇的研制与应用

2018-06-11李文杰

科学与财富 2018年12期
关键词:管汇洗井研制

李文杰

摘 要:根据现有正反循环洗井转换操作中出现的问题,提出了正反循环洗井快速转换管汇的设计方案。对正反洗井快速转换管汇的结构组成、工作原理、操作使用进行了阐述。结果表明,该快速转换管汇原理可行,结构合理,工作可靠,可以大量推广使用。

关键词:洗井;正反循环洗井转换;管汇;研制

引言

在油气井作业过程中,洗井是一道常见工序,就是将油管、冲砂管等下入一定深度,然后把洗井液泵入井内,在油管和套管环形空间造成循环,不断冲洗井壁和井底,把脏物带出地面,保证井筒和井底的清洁。洗井方式目前通常采用正循环和反循环两种。正循环洗井冲洗能力较强,容易冲开井底脏物和沉砂,但洗井液在油套环空的上返速度慢,因而携带脏物的能力较小。反循环与正循环相反,冲洗能力弱,携带脏物的能力强,但对油层的回压大,不利于保护油层。在现场作业时, 遇到复杂工序时往往要求正洗后反洗,因此常采用正反循环结合交替洗井的方式进行施工,采用正循环冲开井底沉砂、水泥块等,然后采用反循环将脏物带出。在正反循环洗井交替使用过程中,两种循环状态的转换时间是一个十分重要的因素,如正反洗井转换的时间过长,容易使冲刷出来的脏物大量沉积,掩埋洗井管柱,导致砂卡、憋泵等工程事故,使施工过程复杂化,也给生产安全带来隐患,同时频繁重新连接管线,这样造成职工劳动强度的加大,水泥车流程及水龙带中的积水容易造成不必要的污染。怎样减少正反循环洗井的转换时间成了一个迫切需要解决的问题。根据生产实际状况,提出了正反循环洗井快速转换管汇方案。

2 正反循环洗井快速转换管汇

2.1 结构

正反循环洗井快速转换管汇的结构见图1,由4个旋塞阀和3个由壬头组成,结构十分简单。之所以选用旋塞阀,是因为旋塞阀具有密封可靠、耐压等级高、使用简便的特点。旋塞阀只需转动90°即可迅速完成从全开到全关状态的转变,很适合于运用在这种需要在“开启”或“关闭”状态间迅速转换的场合。

2.2工作原理

2.2.1洗井管汇的操作使用

目前循环洗井主要是用两条水龙带,一条连接油管进口与泵车,另一条连接套管出口和蓄水池,以此来实现正循环洗井。当要求转换成反循环洗井时就需要将两条水龙带进行颠倒,因此,原有流程的正反循环洗井转换操作是十分繁琐的, 中间过程中,要在与泵工的协调、水泥车的频繁开泵、停泵和作业人员反复倒水龙带、砸油壬头上花费大量的时间。这种正反循环转换方式不但会因为耽误的时间过长而导致砂卡、憋泵,使井下作业复杂化。通常情况下,至少需要4名作业工才能完成正反循环洗井转换作业,工人的劳动强度和用工人数也比较多。频繁的锤击油壬头也容易造成油壬头和高压水龙带的破损、报废。水泥车流程中和水龙带中的积水会撒到井场上造成污染,这种施工办法不符合清洁生产的要求。

2.2.2正反循环洗井快速转换管汇的操作使用

将此装置安装在15m3蓄水池侧面,这样既节省了占地空间,又方便了搬迁,具体效果图如图1、图2所示。

正反洗井转换管汇分别通过2根高压水龙带与井口油管阀门、套管阀门、水泥车以及蓄水池相联通。现场应用中,使用一条水龙带通过油壬1与井口油油管阀门相连,一条水龙带通过油壬2与井口套管阀门相连,油壬3与水泥车出口相连,水泥车上水线直接放入蓄水池中。

在实施正循环洗井作业时,使旋塞阀1、旋塞阀4保持关闭状态,旋塞阀2、旋塞阀3保持开启状态。此时的流程连通状态与图3所示状态是一致的,可以很方便地进行正循环洗井作业。

在需要转换成反循环洗井作业时,只需要将旋塞阀手轮转动90°,使旋塞阀1、旋塞阀4保持开启状态,旋塞阀2、旋塞阀3保持关闭状态即可,流程连通状态如图4所示,此时从水泥车排出的洗井液经旋塞阀4流入井口套管阀门;而从井口油管阀门返回的洗井液则通过旋塞阀1返回蓄水池,可顺利地实现反循环洗井作业。

使用此快速转换管汇无论是否停泵、流程中是否有洗井液流都可以安全、迅速地完成流程循环状态的转换。在不停泵情况下转换流程的循环状态时,只需首先使4个旋塞阀都处于开启状态,然后再有选择地关闭其中两個旋塞阀即可,操作是十分简便的。使用此套快速转换管汇时,可在不需要泵工参与的情况下,由一名作业工即可轻松地完成正反循环洗井的转换操作,优势是显而易见的。

3 结论

(1)正反洗井快速转换管汇能满足现场循环洗井的需要。

(2)正反洗井快速转换管汇能方便地实现正反循环洗井的相互转换,能极大地缩短正反循环洗井的转换时间,避免出现砂卡、憋泵的危险,施工的安全性和可靠性大为提高。

(3)正反洗井快速转换管汇设计合理,结构简单,工作可靠,可以发展出规格化、系列化产品,大量推广使用。

(4)正反洗井快速转换管汇使用方便,操作容易,能减少施工的人力和工作量需求。

(5)减少了井场环境污染。

参考文献:

[1]崔凯华,苗崇良,井下作业设备,石油工业出版社,2007.5;

[2]孙树强,井下作业,石油工业出版社,2006.9;

[3] 王景昌.油井洗井方法及车载洗井装置 [J].油气田地面工程.2009 (04)

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