高效井底抽砂泵及其配套管柱_刘翔VIP专享VIP免费

应用技术高效井底抽砂泵及其配套管柱刘翔(江汉油田分公司采油工艺研究院)摘要针对出砂油井,尤其是地层能量较低负压汲水较严重、油层对洗井液较敏感的油井,采用传统循环液体冲砂工艺携砂时存在污染油层、冲砂效果不佳及对油井产生负面影响等问题,成功研制了一种施工工艺简单、清砂效率高、对地层无伤害的高效井底抽砂泵及其配套管柱。现场5井次的使用证明:该抽砂泵及其配套管柱具有独特的清砂结构特点,能在无流体循环的情况下,达到快速彻底清除井底沉砂之目的;能使油井内各相保持原有的相对平衡,不污染油层和地面环境;省去了普通抽砂管柱抽砂时必须起下管柱等作业;特别适用于地层压力低、负压汲水严重的油井清砂,因而具有广阔的应用前景。关键词抽砂泵油井抽砂管柱引言随着油田的不断开采,油井动液面逐年降低,原来不出砂的油井可能出砂,出砂油井则出砂愈来愈严重。目前,清除油井井底沉砂常采用两种工艺:一是正(或反)循环洗井的传统的清砂工艺,利用高流速洗井液将井底沉砂带出,从而达到清除油井沉砂的目的。但是,该冲砂工艺不适用地层压力较低负压汲水较严重、油层对洗井液比较敏感的油井。对此类油井若采用循环洗井工艺清砂,需采用泡沫液、加入暂堵剂、增加洗井液粘度或投蜡球等措施来解决油井严重漏失问题,才能将井底沉砂冲出,不仅冲砂成本高,且对油层和地面污染严重。二是采用带橡胶柱塞的抽砂泵,但该泵进液管与沉砂管是同一根管柱,加之橡胶柱塞承压能力有限,抽汲力不强,每当管柱内有几米沉砂时,泵就失去抽砂功能,此时只好起出抽砂泵及抽砂管柱,倒空尾部沉砂后重新下入抽砂泵及管柱,因而施工工序比较烦琐,施工时间较长。为了解决出砂油井尤其是负压汲水出砂油井的清砂问题,江汉油田分公司采油工艺研究院开展了高效井底抽砂泵及配套管柱技术研究,于2002年初成功设计出一种施工工艺简单、清砂效率高、对地层无伤害的高效井底抽砂泵及配套管柱,能一次抽尽油井内全部沉砂,减少了抽砂管柱起下次数,提高了抽砂效率,降低了抽砂成本。结构及工作原理1.结构高效井底抽砂泵及配套管柱主要由CSB—(70或83)TH型抽砂泵和沉砂管柱组成。抽砂泵由上接头、连接管、泵筒、柱塞、固定阀等组成。该泵柱塞表面喷焊镍基合金,其密封面长度为1.2m。泵筒内孔镀硬铬,长度为6.6m,阀罩、阀球、阀座等关键零部件均采用特殊防腐耐磨材料经精加工和严格的热处理及表面处理工艺制造。连接管采用优质无缝钢管加工而成。柱塞与泵筒密封采用硬密封,具有很强的抽汲能力,其冲程可达5m,适用于含盐、硫、细菌等腐蚀介质油井清砂。沉砂管柱由缓冲管、中心管、沉砂管等组成,最大外径为108mm,其内径有76mm和40.9mm两种。缓冲管长度为30m,中心管与沉砂管的长度·55·2003年第31卷第10期石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY刘翔,工程师,生于1968年,1991年毕业于西南石油学院采油工程专业,现从事机械采油研究工作。地址:(433123)湖北省潜江市。电话:(0728)6574301(O);6579661(H)。(收稿日期:2003-08-29)应根据油井井底砂量和传递动力的油管、钢丝绳或抽油杆的承载能力而定,一般长度为80m,现已设计了抽砂泵两种管柱结构,见图1a、b。图1抽砂泵管柱结构示意图1—抽油杆(钢丝绳);2—上接头;3—连接管;4—柱塞;5—泵筒;6—固定阀;7—缓冲管;8—套管;9—隔板;10—沉砂管;11—中心管;12—筛管丝堵;13—尾管;14—伸缩管;15—密封圈2.工作原理抽砂时,利用修井机或捞油车将该泵及配套管柱下入井内探砂面,然后通过油管(或钢丝绳、抽油杆)将地面动力传到抽砂泵使其工作,在泵工作过程中,井底砂液混合物不断通过中心管吸入到沉砂管内,即从每段中心管上侧孔流出进入上一段中心管下侧孔,最后进入缓冲管。由于中心管横断面积远小于缓冲管,砂液混合物在中心管流速远大于它在缓冲管内的流速,且大于砂粒在中心管内的沉降速度,因而砂粒不会在中心管内沉积。当砂液混合物到达缓冲管后,其流速大大降低,有利于砂粒沉降。在砂液混合物到达泵入口时,暂停抽砂过程,待缓冲管内全部砂粒沉入沉砂管内后再抽砂。这样进入泵内的是不含砂粒的井液,并从泵上端出液口流出,进入油套环形空间。该管柱在沉砂时为分段沉砂,缓冲管的砂粒最初沉在沉砂管最上端,最上段空间沉满...