油田套管内换向连续冲砂技术研究与应用

油田套管内换向连续冲砂技术研究与应用

摘要：本文旨在介绍一种油田新型套管内换向的连续冲砂装置的技术原理和使用操作注意事项。该装置，实现了不停泵，不接冲砂弯头、水龙带的下管式连续冲砂施工，改变了以往的冲砂作业方式，有利于快速安全冲砂，避免冲砂作业施工中的工程事故和人身伤害事故，对提高冲砂作业效率和安全系数具有重要作用。

关键词：油田作业；套管内换向；连续冲砂

引言

目前，辽河油田油、水井冲砂作业工作量较多，仍然是以常规冲砂方式为主，无论是采取正循环冲砂还是反循环冲砂工艺，接冲砂管时都需要停水泥车的大泵，然后砸开与冲砂弯头连接的油壬，再把连接有水龙带的弯头连接到下一根冲砂管上砸紧，然后吊起连有水龙带的管上扣，再次开泵循环下管冲砂。这种停泵拆、接冲砂管水龙带的冲砂方式，操作工人劳动强度大，技术人员精神高度紧张，而且易发生上偏扣而导致重复上卸扣，不能及时开泵循环洗井，导致环空悬浮的泥砂下沉，造成冲砂卡管事故。有时若安全绳没系牢、强度不够或油壬没砸紧，可能导致上扣的同时使上部连接的油壬反转卸扣，引起弯头和水龙带脱落，拉断安全绳后坠落，酿成安全事故，伤及井口操作人员。

1 套管内换向连续冲砂作业技术研究

将套管内换向连续冲砂装置按图示安装后，换向密封短接连接在冲砂油管的下端，并上紧丝扣。将换向密封短接下入衬管内后，开

泵洗井冲砂，如同下管一样正常冲砂洗井。冲砂液从冲砂自封处-1进入由衬管-10、密封短接-（13、14、16）、油管和换向阀-12构程的密封环空，推动内部的滑阀打开油管通道，使液流导入油管内部到达冲砂笔尖，然后携带泥砂上返，经过导引接头的空槽进入衬管-10和套管的环空，再从大四通的出口返到地面除砂池子。冲完一根油管单根，直接下入另一根接有换向密封短接的油管，继续冲砂，不需要停泵再接冲砂单根，当换向密封短接进入衬管后，液流自动换向进入第二级换向阀导入油管内，关闭第一级换向阀，液流到连续到达冲砂笔尖，从而完成不停泵套管内换向连续冲砂洗井施工。

1.3 连续冲砂装置各部分的结构组成（序号是按照总图延续使用的）

1.3.1 液压补偿自封

液压补偿自封图3——（接头-1、壳体-2、压盖-3、环形塞-4、液压管线接头-7、空心液压补偿密封胶芯-8）。为满足大井段和水平井冲砂密封需要，研制了该自封。其胶芯具有内、外压力平衡结构，确保密封的可靠性；还具有机械、液压双压缩补偿功能，可以避免冲砂过程中胶芯磨损泄漏，减少更换密封胶芯的麻烦，提高冲砂作业的安全性，减少冲砂液泄漏污染。

为实现套管内换向密封研制了换向密封短接，上部具有液压换向结构，下部是衬管密封结构，来满足套管内换向连续冲砂和密封需要。

1.4 连续冲砂装置的主要技术参数：

（1）沉管外经140/134mmm，内径120mm，长度11550mm（包括导引接头），适用于7寸套管；

（2）换向短接长度：500mm，最大外径108mm/88.9mm，胶芯耐压10.0 mpa；

（3）机械压压双补偿自封高度400mm，法兰直径380mm，耐压

10mpa。

2 套管内换向连续冲砂装置的使用方法

2.1 套下衬管连续冲砂装置的安装与冲砂步骤

（1）连接衬管——下冲砂管到预计砂面位置以上20m左右时，将三节衬管和导引头连接紧固总长度为11.5m；

（2）连接油管短接——选择一根长度9.3—9.4m的3寸油管和备用的2.5m的3寸油管短接相连；

（3）套串衬管——将连接好的油管从衬管挂一端穿过衬管，再用变扣与1.5m 的2 1/2寸提升短接相连后，将变扣送入衬管挂内；（4）内外管连接——将长的衬管挂悬挂变扣套过2 1/2寸提升短接，并与衬管挂外扣连接，然后上紧2 1/2寸提升短接接箍；（5）下入衬管——用2 1/2寸吊卡缓慢提起套在一起的衬管和油管，此时油管公扣露出衬管外一小段距离，用管钳和井内管柱连接紧固后，提起井内管住，摘掉井口吊卡，将导引接头扶正下入大四通内，当衬管挂压入大四通内时，顶紧四通上的四个顶丝；（6）拆卸衬管——卸开上端衬管悬挂变扣短接，提出2 1/2寸提升短接和3寸油管短接，并卸下来，即完成了套下衬管作业；

（7）倒坐自封——用2 1/2寸提升短接（下端配3寸公扣）穿过子自封胶芯，用吊卡倒坐自封，砸紧各条螺栓，提出提升短接及变扣；

（8）连接冲砂工艺管线——冲砂自封接头处连接冲砂液进口管线，大四通一侧连接返出液管线；

（9）下管冲砂作业——将每个冲砂油管的下端连接好换向密封短接，当第一个换向密封短接进入自封胶芯后即可开泵冲砂作业，当第一根油管冲完后，可以不停泵直接下入第二根油管。

2.2 先下衬管连续冲砂装置安装与冲砂步骤

（1）提管——在探知井内沉砂厚度后，提出井内全部油管；（2）连接下入衬管——连接好导引头、衬管、衬管挂和3寸提升短接，一次将衬管悬挂到套管大四通内，上紧大四通上的顶丝；（2）下冲砂管——正常下入冲砂管柱，轻探砂面位置，提出2根油管；

（3）倒坐冲砂自封——同上（7）；

（4）连接冲砂管线及工艺流程同上（8）；

（5）下管连续冲砂同上（9）。

2.4 套管内换向连续冲砂技术使用技术要求

（1）要严格遵守正常冲砂作业操作规程，不能因为可以很顺利的下入冲砂管柱而盲目的连续接单根，不停的向井内下入冲砂管柱，应该让泥砂充分上返出井口；

（2）要注意观察自封胶芯、换向阀以及密封短接的密封性能是

否可靠，如有漏失现象应及时采取补偿措施，避免造成冲砂卡死管柱事故发生。

3 套管内换向的连续冲砂技术应用情况

完成套管内换向连续冲砂装置研制后，在辽河油田高采区块试验应用40井次，对试验中发现的问题，经过了结构改进，目前达到了设计目的，实现了下管式不停泵连续冲砂作业，在整个冲砂过程，水泥车泵工不需要配合作业队停泵、开泵，作业卸、接冲砂管也不需要拆接油壬、水龙带、摘挂安全绳等操作，像正常下管一样轻松方便、安全省力地完成冲砂施工，得到了水泥车泵工和作业工的认可，希望尽快推广应用，降低冲砂作业劳动强度，提高水平井和大井段沉砂井冲砂作业时效。

4 结论

套管内换向连续冲砂工艺技术，经过2006年作业现场试验、改进和应用，技术处于同行业领先水平，对油田大井段冲砂和水平井冲砂作业具有十分明显的技术优势，得到了相关部门的认可。在下管冲砂和最后洗井提冲砂管时都不需停泵拆接冲砂油壬和水龙带，实现了不停泵连续加深冲砂和提管洗井。其积极效果如下：（1）有利于将井内的沉砂冲洗出地面，可以提高油田冲砂作业效果，延长油井生产周期，增加原油产量；（2）有利于沉砂连续快速上返，避免因为冲砂停泵而造成的沉砂卡管工程事故；（3）有利于减缓冲砂过程的劳动强度和紧张情绪，避免弯头脱落造成人身伤害事故。