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1、石油钻采工艺2002年(第24卷)第3期69多功能捞砂筒的研制与应用张学恒董文奎樊建华王文忠(中原石油勘探局,河南濮阳457002)摘要随着油田的不断开发,地下能量逐渐降低,特别是在煤层气井的排采过程中,不可能向地下补充能量,使得部分油井以及大部分煤层气井均为负压生产,导致地层砂或压裂砂不断地流入井筒中,最终将掩埋油层,从而影响油井的正常生产。而这种油井在修井过程中,若采用循环法冲砂,由于井漏无法建立正常循环,使得砂子无法带至地面。多功能捞砂筒是在普通捞砂筒的基础上,增加了旋转钻进功能,当遇到坚硬的砂面时
2、,可先将砂子钻散,然后再将砂子吸入沉砂管中,通过起下管柱将砂子带至地面,起到了提高油气井产量的目的。关键词多功能捞砂筒研制现场应用效果分析作者简介张学恒,1989年毕业于西南石油学院,现在井下特种作业处煤层气工程技术部,从事煤层气研究及排采工作,工程师。1多功能捞砂筒捞砂管柱结构当上提钢丝绳时,抽子阀在自重与液压下关闭。与此同时,在抽子下部的筒体内形成低压空间,含有泥1.1普通捞砂筒砂的液体便进入筒内,当活塞到达砂筒最上部时,捞传统的亦即最简单的捞砂筒就是用油管做筒砂阀关闭,筒内泥砂便被关在筒体内。再次上
3、提和体,油管下端安装1个捞砂阀,上端装1个大小头,下放抽子,待沉砂管基本充满时,将捞砂筒起至地用阀抽子代替活塞,上接加重杆(管)、绳帽,通过钢面,卸开捞砂阀,倒出砂子,即完成一次捞砂过程。丝绳进行起下。普通捞砂筒的管柱结构如图1所循环往复,直至将井底积砂捞净。示。1.1.2普通捞砂筒的特点及存在的问题普通捞砂筒具有制作简单、操作方便、捞砂速度快等优点,但在施工时需要专用钢丝绳绞车,一是钢丝绳在井内容易打扭,二是一旦砂卡由于钢丝绳的抗拉强度有限,容易造成卡钻事故。另外对于砂面上坚硬的砂堵、水泥块、岩屑等,用
4、普通捞砂筒不能将这些东西吸入沉砂管内,也就达不到捞砂的目的。用普通捞砂筒捞砂需用钢丝绳绞车,增加了修井成本。根据实际情况,设计并制作了多功能捞砂筒,并用油管代替钢丝绳的起下进行捞砂,在对3口井的捞砂施工中取得了明显的效果。1.2多功能捞砂筒多功能捞砂筒是在普通捞砂筒的基础上改进的,主要有以下3点区别:一是用油管的起下带动抽子进行抽汲;二是在抽汲泵口为正方形,抽汲阀上部改为方钻杆,转动油管可使捞砂筒一起旋转,从而使1.1.1普通捞砂筒的工作原理捞砂筒下井过程油管和捞砂筒旋转的动力传输给末端的钻屑工具;中抽子
5、体位于筒体的上部,当捞砂筒进入砂面时,抽三是在捞砂筒末端增加了钻屑工具,达到钻碎坚硬子继续下行,筒内液体顶起抽子阀进入抽子上部。的砂堵、水泥块、岩屑的目的。多功能捞砂筒的管柱70石油钻采工艺2002年(第24卷)第3期结构有以下5部分组成。007/008/009井,上部为178mm套管,而下部为(1)钻屑工具。位于捞砂筒的最末端,可以是钻127mm小套管,砂子均沉积在127mm套管内,因此,头、铣头、磨鞋、斜尖等工具。最好选用50mm、64mm、76mm的管材做筒体。(2)沉砂管。位于捞砂筒的下部,钻屑工
6、具的上2.4抽子部。在沉砂管下部安装有单流阀。抽子由单流阀(也叫游动阀)、抽子本体、胶皮、(3)捞砂筒。包括防砂筛管、单流阀、筒体、抽压帽、上接头组成。抽子的上下运动可以抽空或排子、方钻杆、接头等。出泵内液体,达到将带有泥砂的液体吸入捞砂管柱(4)油管。起抽汲和加深管柱双重作用,在油管的目的,带有泥砂的液体经防砂筛管的过滤,液体通的下部和捞砂筒的上部适当位置应有一泄水孔,用过泵筒及水眼又排到套管中,砂子则在沉砂管中沉来平衡油管内外的压力。积下来。(5)井口设备。由井口提升设备、旋转设备和封2.5方钻杆井器
7、组成。有了这一套完整的设备,就可以进行捞方钻杆由正方形的空心管材制作而成,它是多砂施工了。多功能捞砂筒的管柱结构如图1所示。功能捞砂筒和普通捞砂筒的主要区别点。其下端和多功能捞砂筒和普通捞砂筒工作原理相似,并抽子相接,上端和油管相连,是多功能捞砂筒的关键在普通捞砂筒基础上增加了旋转—钻进—捞砂的功所在。方钻杆是液体上升的通道,在正常捞砂中,方能,使得多功能捞砂筒在生产中的应用更加广泛。钻杆起引杆的作用,是油管的延伸,可以带动抽子上下运动,以达到抽汲的目的。一旦遇到坚硬的砂堵2多功能捞砂筒的结构或水泥块时,
8、可转动油管,由于方钻杆和油管相连,多功能捞砂筒有防砂筛管、单流阀、筒体、抽子、又带动方钻杆一起转动,继而又带动捞砂筒和钻屑方钻杆、接头组成。工具转动,可以将带胶结物的砂块、水泥块等钻碎,2.1防砂筛管再上提管柱可将钻碎的砂子等碎屑汲起。防砂筛管由普通的割缝式筛管外缠细钢丝网制2.6接头成,位于泵固定阀的下端、沉砂管的内部,其外径为接头位于捞砂筒的最上端,下端为母扣,中间为ª40～45mm,长度1500～2000mm,上端为公扣
