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1、第34卷增刊1安全与管理·1·固井混浆设备工艺技术发展趋势段太波中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司段太波.固井混浆设备工艺技术发展趋势.天然气工业,2014,34(增刊1):187-192.摘要固井混浆设备是固井施工作业中的关键设备,它整体技术的先进性、性能参数优化、结构布局合理、操作方便快捷、混浆能高效等优点是实现固井工程方案优化设计的前提,是安全施工的保障。一套混配能效高的全自动智能化控制混浆设备,能很好满足特殊工艺井、重难点井施工的需求,也是固井混浆设备目前需要急切解决的技术课题。为此,对几种典型混浆设备优缺点进行了分析对比,综合分析了目前固井混浆设备中存在的应用缺陷,进而从结构设
2、计、工作性能、操作控制等方面对今后混浆设备的工艺结构及技术发展进行了可行性探讨,为固井混浆设备工艺技术优化提供了一定的理论依据。关键词固井混浆设备全自动智能控制工艺结构技术优化DOI:10.3787/ji.ssn.1000-0976.2014.s1.044美国RobertCS认为:固井作业是一口井整个施1几种典型固井混浆设备简析工中最重要的组成部分,根据实践经验,人们普遍认为没有任何因素比固井质量对油气井产能、寿命影响更1.1脱拉多龙卷风式结构的混浆设备大的。固井混浆设备在固井地面施工几个环节中占据1.1.1典型代表设备着非常重要的地位,如何设计生产出一套混浆能量高典型代表设备有脱拉多龙卷
3、风式结构混浆设备脱效、全自动化控制、密度批量稳定统一、作业快捷清洁拉多龙卷风混合器等(图1)。等优点的设备,是当前固井混配水泥浆设备工艺技术1.1.2设备主要性能参数上需要解决的问题,并能满足不同特点固井工程设计脱拉多龙卷风式结构混浆设备主要性能参数如表要求,实现真正的高效作业,使得固井质量测试达到预1所示。期效果,封固质量优质率得以大幅提高,保证油气井的1.1.3混浆工艺流程后期增产作业和延长开采周期,进而提高单井产能。混浆工艺流程如图2所示。图1典型代表设备图作者简介:段太波,1970年生,工程师;主要从事设备现场技术服务及维修工作。地址:(610213)四川省成都市双流县华阳镇华府大
4、道二段1405号。电话:(028)85764118。E-mail:jxzbb_dtb@163.com·2·天然气工业2014年6月表1脱拉多龙卷风式结构混浆设备主要性能参数表代表混浆动力输出最高额定泵最大输出排量/喷射泵混浆灌注泵输送设备(车型)功率/kW注压力/MPa(L·min-1)最高压力/MPa最高压力/MPaCPT98630548.329800.70.35SNC50-3035450.030000.70.35SNQ50-3035450.030000.70.35SNC35-1635435.016400.70.35拌形成水泥浆。1.1.5混浆效果评析该工艺结构造浆量大,可进行二次循环,
5、浆体形成时间短,罐内气体能提供一定混浆能。但脱拉多混浆直筒短,水灰拌混时间不够,浆体中含大量气体,密度不稳定,方盒内有烟雾,不利于操作者观察方盒内情况,因操作不当经常造成水泥浆被气体举溢出方盒,液图2混浆工艺流程图体将反灌进入灰管和储灰罐内,造成施工中断或工程事故,同时还污染环境。1.1.4混浆原理混浆设备发动机取力带动喷射泵,产生压力喷射1.2平口喷嘴结构剪切式混浆设备水流进入脱拉多壳体,喷射水在脱拉多混合器外层产1.2.1典型代表设备生旋流,储灰罐内气化后的水泥在气体推送下进入脱典型代表设备有肯沃斯西方水泥车、平口喷嘴混拉多内层,在混合器下部与外层旋转水流发生剪切混合器等(图3)。图3
6、平口喷嘴结构剪切式混浆设备图1.2.2设备主要性能参数肯沃斯500K主要性能参数:动力输出功率为305kW,最高额定泵注压力为49MPa,最大输出排量为2492L/min,喷射泵混浆最高压力为0.83MPa,灌注泵输送最高压力为0.55MPa。1.2.3混浆工艺流程混浆工艺流程如图4所示。图4混浆工艺流程图1.2.4混浆原理混浆设备靠发动机取力,带动喷射泵,产生高压喷成平面水柱,储灰罐内的气化水泥灰流在压力气体输射水进入混合器喷嘴,压力水通过混合器平口喷嘴形送下进入混合器垂直筒,在混合器内发生平面剪切的第34卷增刊1安全与管理·3·混浆方式。1.2.5混浆效果评析该工艺结构混浆剪切面大,有
7、两次循环混浆,压力气体产生一定混浆能,过渡管的有效长度提供多次剪切混浆。但该混浆总能量低,浆体中气体无法分离,混浆池烟雾大,不利于操作者观察,还会造成水泥浆被气体举溢出储浆池或堵死混合器,进而浆体反灌进入输图6配浆工艺流程图灰管及储灰罐内,造成施工中断或工程事故,对环境造成污染。转分离气体,依靠水泥自重和密闭混合器喷嘴高压水1.3气灰分离器结构混浆设备流吸力,在混合器过渡管内形成高流速剪切冲击配浆1.3.1设备配置的混浆
