捞砂抽汲工艺改造与应用ppt课件.ppt

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1、捞砂抽汲工艺的改进与应用 目 录一、前言二、捞砂泵结构及类型三、捞砂泵工作原理四、捞砂泵使用存在的问题五、捞砂泵改进措施六、应用情况七、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，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1997年9月在L4-1井进行了首次捞砂试验，但由于捞

2、砂效果不明显试验中止。2007-2008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。2009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。一、前 言（一）结构 捞砂泵是由泄压阀、凡尔、柱塞、外筒、密封胶筒、压紧环、活页阀、砂铲组成。二、捞砂泵结构及类型（二）类型 捞砂泵主要有70mm和83mm两种类型。三、捞砂泵工作原理 捞砂泵工作时：上提油管上部单流阀关闭，下部底阀打开，捞砂泵内形成真空，在捞砂泵内和环形空间形成压差，井内液体在此压差的作用下携带砂子高速进入

3、沉砂管；下放油管上部单流阀打开，下部底阀关闭，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。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。四、捞砂泵使用存在的问题1、捞砂成功率低 2007年11月到2008年6月改进前的捞砂泵在我厂共应用15井次，捞砂成功仅8井次，成功率为53.3%。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要原因。四、捞砂泵使用存在的问题2、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，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。3、卡钻事故较多 改进前的90mm捞砂泵在我厂应用的15井次中

4、，捞砂过程中发生卡钻事故2井次，占施工井的13.3%（详见表1）。2007-2008年捞砂井施工情况及原因分析序号井号 归属单位人工井底砂面位置生产井段 施工日期 施工情况 原因分析 界 定1 G7-X7 二矿 3193 3127 3041-3159 07.11.24 捞下23米，至油层中部，捞不下，未到设计位置。井下问题不清成功2 G12-22 二矿 1489 1421 1395-1428 07.11.23 捞至设计位置 成功3 G89-4 二矿 3074 2915 2935-2981 07.12.11 捞下19米，过油层4米，捞不下，未到设计位置，打印为砂面，工艺定不再处理。捞砂泵问题 不

5、成功4 F31-X4 三矿 3312 32393227-3257 3291-329808.02.13 捞至设计位置 成功5F124-X17二矿 3343 3234 3290-3301 08.02.20 捞2次都未成功，冲砂成功。捞砂泵问题 不成功6 C6-X351 一矿 2039 1935 1838-1972 08.03.06 第一次捞不下，砂产被胶皮堵死，第二次捞下。成功7 L9-9 监测大队 3169 2965 2997-3051 08.03.09 捞砂管柱卡，未捞出砂。操作问题（太快）不成功8 L23-33 监测大队 2862 2824 28292834 08.03.07 捞砂不成功，冲

6、砂3次才成功。井内有胶皮，致使捞砂不成功不成功9 L751-1 监测大队 3305 3254 3240-3267 08.04.14 捞下1根油管，从3254到3261米，至离油层底界以上2米，捞不下，工艺定不再捞砂。新井投产，套管应无问题，又没掉落物，应为捞砂泵问题。不成功10 C110 三矿 3262 3206 3236-3242 08.04.20 捞砂不成功，冲砂顺利成功。压裂前，通过井，冲砂又顺利，捞砂不成功原因应为捞砂泵问题。不成功11 G7-3 三矿 3263 31793139-3166 3187-328008.05.16 捞出2根油管砂子，至人底，中间有砂桥。原作业队录取填砂资料不

7、真实，实际只填入少量砂。成功12 F125-2 三矿 2296 2164 2197-2216 08.05.24 捞到底成功，但管柱卡，后经多次解卡成功。砂产太小，套管壁上砂成圆筒状，上提管柱过程，砂子下落，卡钻。成功13 F154-5 三矿 2714 2671 2664-2672 08.05.26 小砂桥，捞出少量砂（只有7米），至人底 成功14 F124-9 三矿 3206 31752276-2282 3210-322208.06.10 捞砂不成功，冲砂顺利成功（从3188到3206米），捞砂泵上未见胶皮。压裂前，通过井，冲砂又顺利，捞砂不成功原因应为捞砂泵问题。不成功15 C87-X3 准

8、备 2904 28762317-2556 2850-287808.06.13 捞出15米油管砂子，至鱼顶位置2885米，捞砂泵卡，解卡成功。原验套时，Y211封胶皮掉至鱼顶，捞砂时卡，上提解卡4根油管后成功。成功 五、捞砂泵改进措施（一）合理选择泵径 针对90mm捞砂泵已发生卡钻事故，70mm捞砂泵抽汲力较小的问题，在2009年捞砂施工中，我们全部采用83mm捞砂泵进行施工。五、捞砂泵改进措施（二）不断改进泵结构 1、拉杆改进 针对改进前捞砂泵无法破除沙粒胶结及小落物的问题，我们将捞砂泵拉杆由原来的圆柱形改成了四方形结构，该项改进攻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目的

9、，解决了通过砂铲破除沙粒胶结及小落物的问题。五、捞砂泵改进措施 2、砂铲改进 原捞砂泵受结构限制（如图）,砂铲在大斜度段无法关闭，不能在大斜度井和水平井进行捞砂作业。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工。为此我们在砂铲中加入强制关闭的弹簧，并对砂铲结构进行改进，形成了水平井砂铲（如图）。五、捞砂泵改进措施（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

10、砂泵进行固定，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Y211-114F。2009年6月首次在G89-17井进行试验，试验时泵工作8小时，排液9m3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）。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，具有较好的应用价值。1、抽汲泵结构五、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。五、捞砂泵

11、改进措施2、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，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。五、捞砂泵改进措施3、抽汲技术参数 活塞直径83mm。活塞行程7300mm。最大直径（压紧接箍）114mm，泵体外径100mm。合拢总长度9360mm。泵下接头27/8UPTBG公扣，上接头4UPTBG母扣。一行程排量39L，每分钟冲次可达5次。最大下入深度2

12、000M。五、捞砂泵改进措施4、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。尾管及油管锚定装置。尾管长度不得小于200米（用于消除抽汲泵柱塞与泵筒之间的摩擦力）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，提空心拉杆。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。五、捞砂泵改进措施5、抽汲注意事项(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。(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

13、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）。(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，上下行程负荷变化大，可达50KN，属正常现象。(4)柱塞以上油管要求试压25MPa，防止抽汲管柱漏失。(5)应将水龙带在井架上固定，防止水龙带损坏。六、应用情况（一）捞砂情况 2009年1-10月份，利用改进的捞砂泵共捞砂28口井（详见表2），成功率92.9%,较改进前捞砂成功率提高39.6%；捞砂过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2口井中，F124-5井捞砂证明井内有落物,经大修处理完成施工。G890-22井捞砂证明套

14、管变形,用50mm油管冲砂完成施工。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，28口井可节约特车费用130536元（单井冲砂，泵车8小时180元+罐车6小时2 148.5元=4662元）。平均单井捞砂仅需2小时左右，而冲砂则需8小时以上，单井可减少占井周期6小时以上。清水冲砂后，一般需要5-6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，24口油井可为采油厂增产原油450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效益。六、应用情况（二）抽汲情况 2009年6月抽汲泵试验成功后，到2009年10月份，利用改进的抽汲泵抽汲10口井（详见表3），成

15、功率100%。抽汲泵的使用基本取代了传统钢丝绳抽汲。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mm m yyyy-m-d yyyy-m-d D m31 G89-17 作业07队 新井投产 83 1800 09.06.18 09.06.22 5 35 供液不足2 L66X2 作业11队 新井投产 83 1700 09.07.09 09.07.16 5 109 3 C75-18 作业02队 新井投产 83 1800 09.08.17 09.08.26 8 71 供液不足4 F144-17 作业03队 封堵补孔 83 1

16、800 09.09.25 09.10.05 9 29 供液不足5 J102P1 作业07队 新井投产 83 860 09.10.05 09.10.12 6 47 供液不足6 F124-5 作业12队 抽汲下泵 83 1800 09.08.23 09.09.01 8 33 供液不足7 C9-1 作业01队 新井投产 83 1800 09.07.02 09.07.09 7 94 8 G89-X17 作业07队 老井恢复 83 1500 09.06.17 09.06.28 12 92 9 L14X28 作业02队 大修后抽汲 83 1800 09.10.12 09.10.17 6 45 供液不足10

17、 C56-CP29 作业4队 新井投产 83 1500 09.10.29 09.11.01 2 44 供液不足 六、应用情况 用抽汲绳抽汲排液，在保证沉没度300m的情况下，抽汲1次理论排量为0.9m3（不考虑抽子漏失），每天抽汲20次，累计抽汲排液18m3。但实际上抽子抽汲，随着抽深增大抽子漏失量也随之增大。当抽深大于800m时，沉没度保持300m，抽汲一次实际排量为0.1-0.3m3,因此,抽汲绳抽汲实际每天排液2-6m3。抽汲泵抽汲排液,83mm泵径，冲程7.3m，冲次1次/min,在供液充足的前提下，理论排量52m3，例如，在纯56-侧平29井抽汲，1天抽汲排液32m3。通过对比分析及现场试验，抽汲泵排液效率是抽子排液效率的5-16倍。七、结论及建议 1、捞砂泵捞砂工艺的成功应用，既达到了清砂的目的，又降低了作业费用，且有效地保护了油层，是一个一举多得的作业工艺。2、抽汲泵抽汲是抽汲工艺的一次突破性创新，抽汲泵抽汲克服了钢丝绳带抽子抽汲存在的不足，实现了高效、快速、节约的目的，具有较好的推广使用前景。