油、氣、水井自動拌灰裝置的製作方法

2023-08-04 08:45:11

專利名稱：油、氣、水井自動拌灰裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及拌灰裝置，具體地說是一種油、氣、水井自動拌灰裝置。
背景技術：
在油、氣、水井的開發生產過程中，由於地層應力變化、地層流體運移及措施施工等諸多因素的影響，造成了油、氣、水井竄槽、套管穿孔破裂等，需要擠水泥封固，以恢復正常生產。另外，油、氣、水井生產層位的調整，報廢井的封井等也需要注水泥施工。尤其是油田開發進入中後期，油、氣、水井損壞快，增產增注措施多，擠注水泥作業井逐年增加。中原油田採油三廠2010年擠注水泥作業為60井次，2011年擠注水泥作業為80井次(不包括大修)，一年增加了 20個井次。由於注水泥塞施工成本低、材料易取、操作簡單，因而在油田的穩產增產工作中得到了廣泛應用。但是在擠注水泥漿施工過程中，要求時間短，工作任務重。注水泥塞施工，從開始配製灰漿到反洗井結束，不能超過水泥漿初凝時間的70%。否則，水泥漿迅速凝固後會將注灰管柱堵死或卡死，就是俗稱的「灌香腸」或「插旗杆」。另外，對灰漿的質量要求也比較嚴格，若灰漿配製密度達不到設計要求、密度不均勻、可泵入的灰漿量不足，都將影響水泥塞質量或使水泥塞根本打不住，造成工程或質量事故。作業隊擠注水泥，一般使用的灰漿量較少，因而無法應用大型配灰設備。至今一直沿用著傳統方法——人工攪拌配製。配灰漿時現場所有人員(最少6人)全部參加:兩人將水泥抬到循環計量池的濾網上，將其過濾倒入循環計量池中；兩人抱住高壓水龍帶在循環計量池內來回晃動，利用水柱衝擊力衝散幹水泥；其餘人員則手拿鐵鍬、釘耙等工具在池內攪拌，勞動強度特別大。並且，施工人員身上濺滿了灰漿，大量水泥粉塵會造成局部空氣汙染，影響施工人員的身體健康。人工攪拌配製灰漿普遍存在以下缺點:(I)用時較長，一般在20min左右，佔到水泥漿最短稠化時間的20% (按使用D級水泥漿初凝時間105min計算)，給後續施工留用的時間只有50分鐘，時間比較倉促；(2)灰漿配製不均勻，密度上小下大；(3)殘渣多，灰漿質量差；(4)可泵入的灰漿量比設計少，並且易引起水泥車上水管線堵塞，使配灰或注灰失去連續性，影響施工質量，降低施工一次合格率，甚至發生工程質量事故；(5)由於循環計量池底部留有大量未被充分攪拌而凝固的水泥存在，使水泥浪費嚴重，同時造成清理困難，清理出的殘渣成為固體廢棄物，汙染地表環境。有鑑於此，針對上述問題，提出一種設計合理且有效改善上述缺失的油、氣、水井自動拌灰裝置
實用新型內容
[0013]本實用新型的目的在於提供油、氣、水井自動拌灰裝置，使灰漿的配製由人工轉為自動，避免了人工配製灰漿的缺點。製作一個拌灰裝置，利用施工現場的設備，能使高速噴射流體產生負壓，將油井水泥自動吸入到裝置中，並與高速流體充分混合後進入循環計量池循環，直至達到設計密度。實現減少施工人員數量、降低勞動強度、減少身體損害，提高施工速度及改善勞動條件的目的。為了達成上述目的，本實用新型提供了如下技術方案:油、氣、水井自動拌灰裝置，包括三通、內置噴嘴、灰鬥、地面過濾器，所述地面過濾器兩端分別與水泥車和循環計量池通過高壓水龍帶連接，所述三通內部底端前面設置有能隨高速噴射流體及時擴散並快速攜帶水泥進入高壓水龍帶的內置噴嘴，內置噴嘴內孔外端進行倒角處理，所述灰鬥下端通過三通連接在內置噴嘴和循環計量池之間的高壓水龍帶上，所述循環計量池還連接有水泥車上水管線。所述灰鬥內部中間還設置有防止雜質進入的過濾網。所述灰鬥底部且三通上方設置有進灰口開關，該開關為球形閥。所述三通、內置噴嘴、灰鬥、地面過濾器相互連接成一體後架設在支架上。所述地面過濾器及三通在和高壓水龍帶連接時是通過由壬連接的。相較於現有技術，本實用新型具有以下有益效果:(I)使用自動拌灰裝置減少了施工人員數量，1-2人加灰即可輕鬆操作，無須人工攪拌；傳統配灰則需要6人以上才能完成。(2)使用自動拌灰裝置完全利用水泥車動力產生的高速噴射流體拌灰，只需將幹水泥倒入灰鬥即可，投入體力較小。另外，此裝置兩邊用長高壓水龍帶相連，在地面有很大的移動量，一般井場不用將水泥從拉水泥的拖鬥上卸下，也節約了勞動力。傳統拌灰必須用人工在有限的空間內攪拌，隨著灰漿密度的提高，灰漿流動性變差，勞動強度越來越大，抱高壓水龍帶刺衝灰漿也是體力活兒。由於井場條件限制，大都要將水泥事先卸到循環計量池旁邊,拌灰時再將其從地面搬到循環計量池上,大大增加了工作量。(3)使用自動拌灰裝置倒幹水泥進灰鬥時，水泥袋口與灰鬥接觸，水泥粉塵飄散少，局部空氣汙染輕，而且倒幹水泥人員站在高處，時間又短，減少了與水泥粉塵的接觸，施工人員身體基本無影響；而傳統配灰漿人員全部集中在循環計量池口，幹水泥從循環計量池口濾網散落到池內時，水泥粉塵瀰漫在循環計量池上方，局部空氣汙染嚴重，若配合不好，水泥漿飛濺到身上、臉上，嚴重影響了施工人員身體健康。(4)使用自動拌灰裝置由於循環計量池底無水泥沉澱，又有地面過濾器過濾，水泥車上水管線無堵塞物堵塞，施工可連續進行；而人工配製時由於水泥攪拌不均勻，池底易堆積較多的水泥，稍不留意將堵塞水泥車上水管線，致使水泥車停泵，失去了施工的連續性。(5)使用自動拌灰裝置配灰時間明顯變短，配製密度1.85 g/cm3的灰漿600L只需5min ;而人工配灰時間一般需要15-20min，個別的由於水泥車上水管線堵塞則需要更長的時間。(6)使用自動拌灰裝置配密度1.85g/cm3的灰漿600L只需水泥15-16袋；人工配灰需用17-19袋，若水泥車上水管線堵塞，排除堵塞需從水泥車水櫃內往上水管線注水，造成配灰清水量增加，需用更多的水泥才能達到設計密度。[0027](7)使用自動拌灰裝置配製灰漿均勻，密度一致，質量好，循環計量池底部無沉澱；人工配製灰漿不均勻，密度不一致，質量差，循環計量池底部沉澱較多。(8)使用自動拌灰裝置配製的灰漿密度均勻、無沉澱，保證注入量、密度的設計要求，水泥塞質量較好；而人工配灰由於攪拌不均勻，殘渣多，灰漿不能全部入井，一般不能保證注入量、密度的設計要求，個別施工由於配注灰漿期間水泥車上水管線堵塞而致使灰漿量過多、密度小或灰漿柱中間有清水分隔，影響了水泥塞質量。(9)自動拌灰裝置拌灰均勻無沉澱和殘渣，注灰後池子只需用少量的清水衝刷即可，無汙染。而傳統方法由於沉澱較多，形成固態廢棄物，汙染地表環境。

圖1為本實用新型的油、氣、水井自動拌灰裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型的油、氣、水井自動拌灰裝置的工作流程圖。圖中:1、灰鬥；2、過濾網；3、進口開關；4、二通；5、內直嗔嘴；6、地面過濾器；7、由壬；8、支架；9、循環計量池；10、水泥車上水管線；11、水泥車；12、高壓水龍帶。
具體實施方式
有關本實用新型的詳細說明及技術內容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，並非用來對本實用新型加以限制。根據圖1和圖2所示，油、氣、水井自動拌灰裝置，包括三通4、內置噴嘴5、灰鬥1、地面過濾器6，所述地面過濾器兩端分別與水泥車11和循環計量池9通過高壓水龍帶12連接，所述三通內部底端前面設置有能隨高速噴射流體及時擴散並快速攜帶水泥進入高壓水龍帶12的內置噴嘴5，所述灰鬥I下端通過三通4連接在內置噴嘴5和循環計量池9之間的高壓水龍帶12上，內置噴嘴內孔外端進行倒角處理，所述循環計量池還連接有水泥車上水管線10。所述灰鬥內部中間還設置有防止雜質進入的過濾網2。所述灰鬥底部且三通上方設置有進灰口開關3，該開關為球形閥。所述三通、內置噴嘴、灰鬥、地面過濾器相互連接成一體後架設在支架8上。所述地面過濾器及三通在和高壓水龍帶連接時是通過由壬7連接的。自動拌灰裝置在三通內部距三通進灰口中心35mm處焊制一外徑49.5mm、高度30mm、內孔直徑為12mm的圓柱型噴嘴,噴嘴內孔外端倒45° X 5mm角，使噴出的高速射流能及時擴散，快速攜帶水泥進入噴管。因噴嘴直徑較小，故在噴嘴前方安裝地面過濾器，過濾泵入的大顆粒雜物避免堵塞噴嘴，使配灰注灰施工能順利進行。再製作一個圓錐形灰鬥，能將倒入的幹水泥全部順利進入進灰口，灰鬥用3mm鋼板圍成，結實耐用，高度0.5m,鬥口直徑0.5m,容量32L，能盛裝2袋水泥，以滿足連續倒入水泥的時間間隔；並且灰鬥的高度和口徑能滿足現場需要；灰鬥中間焊有過濾網，防止水泥袋紙片、水泥硬塊及其它大顆粒雜物進入灰鬥，再循環進入循環計量池被水泥車泵入地面過濾器，堵塞自動拌灰裝置。灰鬥用Φ50πιπι球形閥為進口開關，能快速開關進灰口。防止在排量不足、停泵情況下清水或灰漿從進灰口溢出。另外，在灰漿配製完成後，關閉進口開關，不用拆卸自動拌灰裝置便可直接注水泥漿入井。[0038]試壓:關閉進口開關，用絲堵堵死噴管出口，地面過濾器連接水泥車管線，用清水打壓IOMPa (預計施工壓力的1.5倍)，穩壓5min，不刺不漏，壓力不降，自動拌灰裝置試壓合格。2010年7月13日，採油三廠井下作業大隊作業10隊在衛66井注水泥塞施工，該井油層套管為Φ 139.7mm (壁厚7.72mm、內徑124.26mm)的套管，人工井底2675.4m,目前生產層位:沙二下，厚度/層數:15.6m/5n，井段:2595.20-2635.4m。施工目的:封堵原生產層後改射上部油層生產。要求原生產層用注水泥塞封堵，水泥塞厚度40m，塞面2540m。設計配製比重為1.85g/cm3水泥漿600L，配灰漿清水用量為360L，水泥用量為750kg (15袋)。井內為Φ73ι πι油管鞋2585.4m即注灰深度,現用自動拌灰裝置進行配灰眾試驗。洗井結束，拌灰水泥車就位後；水泥車上水管線放入Im3循環計量池中；檢查安裝好自動拌灰裝置；水泥車高壓水龍帶出口接裝置的地面過濾器；一條長度為18m、Φ50 水龍帶一端接自動拌灰裝置的出口，另一端放入循環計量池中並用棕繩固定在循環計量池上；關閉進口開關；放適量清水進入循環計量池；水泥車循環正常後提高排量，起壓至2MPa ;打開進口開關，檢查進口負壓情況良好；關閉進口開關、停泵。調整配灰清水用量；開泵至泵壓達到2MPa循環；打開進口開關；一人站在盛放水泥的拖鬥上，將事先拆開口的水泥陸續倒入灰鬥內，僅5min預計使用的15袋水泥全部被自動拌灰裝置從灰鬥吸入進入循環計量池；關閉進口開關。測量循環計量池內灰漿密度為1.87g/cm3，完全符合設計要求；查看灰漿情況，池底無沉澱；停泵，解開固定在循環計量池上水龍帶的棕繩，將放入循環計量池的水龍帶出口移至井口與井內油管相連，開泵將灰漿全部替入井內；頂替清水7.60m3使灰漿到位停泵，油套平衡。水泥車泵壓由5MPa \ 3.6MPa / 5MPa，排量450L/min，注灰漿入井到位歷時18min。從配灰開始到頂替結束共24min,檢查循環計量池內無沉澱。現場配灰實驗，用幹水泥750kg(15袋),配製灰眾600L,配成灰眾密度L 87g/cm3。配灰準備工作做好後，I人倒灰即可完成整個配灰施工。並且，水泥粉塵少，局部空氣汙染輕，施工人員基本無影響。配灰歷時4min30s。配製灰眾均勻,密度符合要求。注灰後清理循環計量池容易，除少量灰漿外，基本無沉澱物。經過現場配灰實驗，自動拌灰裝置達到了設想的效果。油氣水井自動拌灰裝置經多口井的使用，均起到了較好的配灰效果。該裝置具有以下特點:(I)、改善了勞動條件，減少了施工人員數量，降低了工人勞動強度，減輕了身體損害。(2)、由人力轉為水動力，提高了施工自動化程度，施工工藝水平更先進。(3)、配製水泥漿質量好、速度快，縮短了施工時間，減少了材料浪費，更能保證施工質量，提高了注水泥施工成功率。(4)、結構簡單，操作方便，加工容易，成本較低。(5)、使用安全，安裝及搬運方便。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非用以限定本實用新型的專利範圍，其他運用本實用新型的專利精神的等效變化，均應俱屬本實用新型的專利範圍。
權利要求1.油、氣、水井自動拌灰裝置，其特徵在於，包括三通、內置噴嘴、灰鬥、地面過濾器，所述地面過濾器兩端分別與水泥車和循環計量池通過高壓水龍帶連接，所述三通內部底端前面設置有能隨高速噴射流體及時擴散並快速攜帶水泥進入高壓水龍帶的內置噴嘴，內置噴嘴內孔外端進行倒角處理，所述灰鬥下端通過三通連接在內置噴嘴和循環計量池之間的高壓水龍帶上，所述循環計量池還連接有水泥車上水管線。
2.根據權利要求1所述的油、氣、水井自動拌灰裝置，其特徵在於，所述灰鬥內部中間還設置有防止雜質進入的過濾網。
3.根據權利要求1所述的油、氣、水井自動拌灰裝置，其特徵在於，所述灰鬥底部且三通上方設置有進灰口開關，該開關為球形閥。
4.根據權利要求1所述的油、氣、水井自動拌灰裝置，其特徵在於，所述三通、內置噴嘴、灰鬥、地面過濾器相互連接成一體後架設在支架上。
5.根據權利要求1所述的油、氣、水井自動拌灰裝置，其特徵在於，所述地面過濾器及三通在和高壓水龍帶連接時是通過由壬連接的。
專利摘要本實用新型公開了油、氣、水井自動拌灰裝置，包括三通、內置噴嘴、灰鬥、地面過濾器、支架，所述地面過濾器與水泥車和循環計量池通過高壓水龍帶連接，所述內置噴嘴前端設置有地面過濾器。所述三通內部底端前面設置噴嘴，噴嘴內孔外端進行倒角處理。所述灰鬥下端通過三通連接在內置噴嘴和循環計量池之間的高壓水龍帶上，所述循環計量池還連接有水泥車上水管線。所述灰鬥內部中間還設置有防止雜質進入的過濾網。所述灰鬥底部且三通上方設置有進灰口開關。使灰漿的配製由人工轉為自動，避免了人工配製灰漿的缺點。實現減少施工人員數量、降低勞動強度、減少身體損害，提高施工速度及改善勞動條件的目的。
文檔編號B28C5/06GK202985776SQ20132000526
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月7日 優先權日2013年1月7日
發明者劉和強, 赫俊勤, 劉璐, 武繼波, 何萬海, 薛玉華, 鄭海洪 申請人:劉和強