分层注水管柱空气喷砂除垢技术

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1、分层注水管柱空气喷砂除垢技术8分层注水管柱空气喷砂除垢技术一分层注水管柱空气喷砂除垢技术可行性分析1.1不动管柱除垢技术现状大庆油田分层注水井结垢现象较为普遍，90年代初开始进行不动管柱除垢试验，主要是化学除垢技术。不同的施工单位采用不同化学配方，采油六厂试验5口井，但因溶垢性差，形成的垢屑沉积到井底，无法反排，试验失败。而成功的化学除垢技术也要求所清洗的注水井具有可洗井功能，但是产生的垢屑量太多时，同样产生沉积堵塞，因此化学除垢在分层注水管柱除垢方面没有前景可言。在机械刮削除垢方面，有文章论述过可洗井反冲洗刮削器的研究，但是不能解决射孔井段内部结垢问题，最后只

2、能是停留在了纸面上。吉林油田试验并应用了通井机（连续空心杆）驱动刮削器的方法，但对于砂埋和配水器偏孔砂埋井处理不是很好，未见应用效果很好的资料。1.2空气喷砂用于管柱除垢的基本原理。空气喷砂用于管件的除锈、除垢在地面工程施工中属常规技术，但是用于充满水的注水井管柱中，存在一个关键性问题，即砂与垢屑的反排问题，因此设计了气体携砂，横向喷射，泡沫反排的方法。在注水井管柱中，停注状态下管柱内充满水，并因地层压力的存在，或多或少地向地面吐水。如果砂颗通过水再作用于管柱的垢层上，一部分能量被水吸收，减少了砂的冲量，同时随着深度的增加，静水柱压力增加，喷射阻力增大，冲量损失

3、越大，冲击破垢效果差，能量损耗大。如果在喷砂前使管柱中的液体变成泡沫状态或混气水状态，可以大大降低静水柱压力，提高喷砂效果。又由于泡沫液具有很强悬浮能力，能够快速地将砂和垢质反排出井口。图1.2-1。1.3技术关键及解决方法。1.3.1加砂方法及加砂量的控制。现有的空气喷砂技术砂是由吸砂管利用喷射器产生负压吸入的，这一方法是该技术试验的第一方法。但是随着高压管的加长，管内回压必然上升，当这一回压过高时，可能影响吸砂或不吸砂。因此设计的第二套方案是密闭加砂（见附录），但这种方法与吸砂相比，加砂和砂量控制上要难。如果空气吸砂试验成功，只要改变上砂槽的漏砂量，即可控制

4、井下喷头的的喷砂量。1.3.2空气高压管的选择及下井方式通过试验确定出最优喷砂压力后，可以考虑设计高分子材料的连续空心杆，用绞盘盘起，用绞车控制起下速度。在没有绞盘的条件下，可以用高压水射流用的高压管，但成本较高，优点是不用设计绞盘车，用吊车即可分段起下，用拖车折叠盘管。1.3.3发泡方式及发泡量的控制。8发泡的基本原理是发泡剂溶于水后并进行搅拌，同时有足够的空气气源。而该技术的发泡剂选用的是固体粉末（洗衣粉），从喷头喷出后，与井筒中水接触溶解，在喷头喷出的气体搅动下，形成泡沫，由井口喷出。在砂中加入一定量的粉质可以提高砂的喷射能量，减少损耗，因此发泡剂的加入采

5、用与砂混合的方式，发泡粉量按要求为砂的12~15%，通过试验可以选择最佳用量。1.4空气喷砂除垢的先进性。在地面进行空气喷砂存在粉尘多，噪音大等缺点，但是用于井下管柱中砂喷后与水混合，以泡沫形式反排出，不形成粉尘，因此，该技术具有环保性。该技术实施过程中要求高压管在0.05m/s左右的速度下入，单井施工工时6~8小时，施工占井时间短，具有快速的特点。空气喷砂除垢试验完成后，只用一台压风机（空气压缩机），和一台绞车（或吊车），一辆拖车，施工设备简单。反排的砂质经处理后可以重复利用，因此具有经济的特点。二分层注水管柱空气喷砂除垢技术设计方案2.1设备及原料2.1.1

6、设备及零部件2.1.1.1机动设备压风机（空气压缩机），额定工作压力20MPa，出口连接方式为2”油壬。吊车，额定起重载荷8吨，起重臂最小伸长10m。拖车，最小承载重量5吨。2.1.1.2管类及连接件高压管，承压20Mpa，长度1200m，最大外径40mm，最小通径8mm。高压管短接，最大外径25mm，最小通径8mm，长度30mm。变径接头，连接压风机与高压管。吸砂管，承压1Mpa，通径8mm，连吸砂喷射器与上砂槽。2.1.1.3其它上砂槽，容积1m3。收砂槽，容积1m3。球阀，承压20Mpa，通径8~20mm。抽油杆吊卡。收砂弯头，27/8”油管弯头放空管封井

7、器喷头吸砂喷射器2.1.2磨料及发泡剂磨料，铸钢丸，粒度0.6~0.8mm，3m3发泡剂（洗衣粉），粒度<100，0.3m32.2喷头的设计结构示意图见附图2.2-81，由喷嘴，喷砂腔，滤砂管，冲砂管组成。滤砂管的作用是只让空气和发泡剂粉通过，砂粒不能通过；冲砂管的作用是使喷嘴前部先形成泡沫区域，如果井下有砂埋或垢堵，冲砂管可以剌入砂柱，进行破砂冲砂。2.3吸砂喷射器和封井器的设计吸砂喷射器可采用一般空气喷砂所用的负压吸砂喷射器，结构示意图见附图2.3-1。封井器结构示意图见附图2.3-2。2.4上砂槽和收砂槽的设计上砂槽示意图见图2.4-1，收砂槽示意图见图2

8、.4-2。2.5连接方式