正反循环洗井快速转换管汇的研制与应用

李文杰

摘 要：根据现有正反循环洗井转换操作中出现的问题，提出了正反循环洗井快速转换管汇的设计方案。对正反洗井快速转换管汇的结构组成、工作原理、操作使用进行了阐述。结果表明，该快速转换管汇原理可行，结构合理，工作可靠，可以大量推广使用。

关键词：洗井；正反循环洗井转换；管汇；研制

引言

在油气井作业过程中，洗井是一道常见工序，就是将油管、冲砂管等下入一定深度，然后把洗井液泵入井内，在油管和套管环形空间造成循环，不断冲洗井壁和井底，把脏物带出地面，保证井筒和井底的清洁。洗井方式目前通常采用正循环和反循环两种。正循环洗井冲洗能力较强，容易冲开井底脏物和沉砂，但洗井液在油套环空的上返速度慢，因而携带脏物的能力较小。反循环与正循环相反，冲洗能力弱，携带脏物的能力强，但对油层的回压大，不利于保护油层。在现场作业时， 遇到复杂工序时往往要求正洗后反洗，因此常采用正反循环结合交替洗井的方式进行施工，采用正循环冲开井底沉砂、水泥块等，然后采用反循环将脏物带出。在正反循环洗井交替使用过程中，两种循环状态的转换时间是一个十分重要的因素，如正反洗井转换的时间过长，容易使冲刷出来的脏物大量沉积，掩埋洗井管柱，导致砂卡、憋泵等工程事故，使施工过程复杂化，也给生产安全带来隐患，同时频繁重新连接管线，这样造成职工劳动强度的加大，水泥车流程及水龙带中的积水容易造成不必要的污染。怎样减少正反循环洗井的转换时间成了一个迫切需要解决的问题。根据生产实际状况，提出了正反循环洗井快速转换管汇方案。

2 正反循环洗井快速转换管汇

2.1 结构

正反循环洗井快速转换管汇的结构见图1，由4个旋塞阀和3个由壬头组成，结构十分简单。之所以选用旋塞阀，是因为旋塞阀具有密封可靠、耐压等级高、使用简便的特点。旋塞阀只需转动90°即可迅速完成从全开到全关状态的转变，很适合于运用在这种需要在“开启”或“关闭”状态间迅速转换的场合。

2.2工作原理

2.2.1洗井管汇的操作使用

目前循环洗井主要是用两条水龙带，一条连接油管进口与泵车，另一条连接套管出口和蓄水池，以此来实现正循环洗井。当要求转换成反循环洗井时就需要将两条水龙带进行颠倒，因此，原有流程的正反循环洗井转换操作是十分繁琐的， 中间过程中，要在与泵工的协调、水泥车的频繁开泵、停泵和作业人员反复倒水龙带、砸油壬头上花费大量的时间。这种正反循环转换方式不但会因为耽误的时间过长而导致砂卡、憋泵，使井下作业复杂化。通常情况下，至少需要4名作业工才能完成正反循环洗井转换作业，工人的劳动强度和用工人数也比较多。频繁的锤击油壬头也容易造成油壬头和高压水龙带的破损、报废。水泥车流程中和水龙带中的积水会撒到井场上造成污染，这种施工办法不符合清洁生产的要求。

2.2.2正反循环洗井快速转换管汇的操作使用

将此装置安装在15m3蓄水池侧面，这样既节省了占地空间，又方便了搬迁，具体效果图如图1、图2所示。

正反洗井转换管汇分别通过2根高压水龙带与井口油管阀门、套管阀门、水泥车以及蓄水池相联通。现场应用中，使用一条水龙带通过油壬1与井口油油管阀门相连，一条水龙带通过油壬2与井口套管阀门相连，油壬3与水泥车出口相连，水泥车上水线直接放入蓄水池中。

在实施正循环洗井作业时，使旋塞阀1、旋塞阀4保持关闭状态，旋塞阀2、旋塞阀3保持开启状态。此时的流程连通状态与图3所示状态是一致的，可以很方便地进行正循环洗井作业。

在需要转换成反循环洗井作业时，只需要将旋塞阀手轮转动90°，使旋塞阀1、旋塞阀4保持开启状态，旋塞阀2、旋塞阀3保持关闭状态即可，流程连通状态如图4所示，此时从水泥车排出的洗井液经旋塞阀4流入井口套管阀门；而从井口油管阀门返回的洗井液则通过旋塞阀1返回蓄水池，可顺利地实现反循环洗井作业。

使用此快速转换管汇无论是否停泵、流程中是否有洗井液流都可以安全、迅速地完成流程循环状态的转换。在不停泵情况下转换流程的循环状态时，只需首先使4个旋塞阀都处于开启状态，然后再有选择地关闭其中两個旋塞阀即可，操作是十分简便的。使用此套快速转换管汇时，可在不需要泵工参与的情况下，由一名作业工即可轻松地完成正反循环洗井的转换操作，优势是显而易见的。

3 结论

（1）正反洗井快速转换管汇能满足现场循环洗井的需要。

（2）正反洗井快速转换管汇能方便地实现正反循环洗井的相互转换，能极大地缩短正反循环洗井的转换时间，避免出现砂卡、憋泵的危险，施工的安全性和可靠性大为提高。

（3）正反洗井快速转换管汇设计合理，结构简单，工作可靠，可以发展出规格化、系列化产品，大量推广使用。

（4）正反洗井快速转换管汇使用方便，操作容易，能减少施工的人力和工作量需求。

（5）减少了井场环境污染。

参考文献：

[1]崔凯华，苗崇良，井下作业设备，石油工业出版社，2007.5；

[2]孙树强，井下作业，石油工业出版社，2006.9；

[3] 王景昌.油井洗井方法及车载洗井装置 [J].油气田地面工程.2009 （04）