專利名稱：油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及拌灰裝置，具體地說是一種油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置。
背景技術(shù)：
在油、氣、水井的開發(fā)生產(chǎn)過程中，由于地層應(yīng)力變化、地層流體運(yùn)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(fù)正常生產(chǎn)。另外，油、氣、水井生產(chǎn)層位的調(diào)整，報(bào)廢井的封井等也需要注水泥施工。尤其是油田開發(fā)進(jìn)入中后期，油、氣、水井損壞快，增產(chǎn)增注措施多，擠注水泥作業(yè)井逐年增加。中原油田采油三廠2010年擠注水泥作業(yè)為60井次，2011年擠注水泥作業(yè)為80井次(不包括大修)，一年增加了 20個(gè)井次。由于注水泥塞施工成本低、材料易取、操作簡(jiǎn)單，因而在油田的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)工作中得到了廣泛應(yīng)用。但是在擠注水泥漿施工過程中，要求時(shí)間短，工作任務(wù)重。注水泥塞施工，從開始配制灰漿到反洗井結(jié)束，不能超過水泥漿初凝時(shí)間的70%。否則，水泥漿迅速凝固后會(huì)將注灰管柱堵死或卡死，就是俗稱的“灌香腸”或“插旗桿”。另外，對(duì)灰漿的質(zhì)量要求也比較嚴(yán)格，若灰漿配制密度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、密度不均勻、可泵入的灰漿量不足，都將影響水泥塞質(zhì)量或使水泥塞根本打不住，造成工程或質(zhì)量事故。作業(yè)隊(duì)擠注水泥，一般使用的灰漿量較少，因而無法應(yīng)用大型配灰設(shè)備。至今一直沿用著傳統(tǒng)方法——人工攪拌配制。配灰漿時(shí)現(xiàn)場(chǎng)所有人員(最少6人)全部參加:兩人將水泥抬到循環(huán)計(jì)量池的濾網(wǎng)上，將其過濾倒入循環(huán)計(jì)量池中；兩人抱住高壓水龍帶在循環(huán)計(jì)量池內(nèi)來回晃動(dòng)，利用水柱沖擊力沖散干水泥；其余人員則手拿鐵鍬、釘耙等工具在池內(nèi)攪拌，勞動(dòng)強(qiáng)度特別大。并且，施工人員身上濺滿了灰漿，大量水泥粉塵會(huì)造成局部空氣污染，影響施工人員的身體健康。人工攪拌配制灰漿普遍存在以下缺點(diǎn):(I)用時(shí)較長(zhǎng)，一般在20min左右，占到水泥漿最短稠化時(shí)間的20% (按使用D級(jí)水泥漿初凝時(shí)間105min計(jì)算)，給后續(xù)施工留用的時(shí)間只有50分鐘，時(shí)間比較倉(cāng)促；(2)灰漿配制不均勻，密度上小下大；(3)殘?jiān)啵覞{質(zhì)量差；(4)可泵入的灰漿量比設(shè)計(jì)少，并且易引起水泥車上水管線堵塞，使配灰或注灰失去連續(xù)性，影響施工質(zhì)量，降低施工一次合格率，甚至發(fā)生工程質(zhì)量事故；(5)由于循環(huán)計(jì)量池底部留有大量未被充分?jǐn)嚢瓒痰乃啻嬖?，使水泥浪費(fèi)嚴(yán)重，同時(shí)造成清理困難，清理出的殘?jiān)蔀楣腆w廢棄物，污染地表環(huán)境。有鑒于此，針對(duì)上述問題，提出一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺失的油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置
實(shí)用新型內(nèi)容
[0013]本實(shí)用新型的目的在于提供油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置，使灰漿的配制由人工轉(zhuǎn)為自動(dòng)，避免了人工配制灰漿的缺點(diǎn)。制作一個(gè)拌灰裝置，利用施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備，能使高速噴射流體產(chǎn)生負(fù)壓，將油井水泥自動(dòng)吸入到裝置中，并與高速流體充分混合后進(jìn)入循環(huán)計(jì)量池循環(huán)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)密度。實(shí)現(xiàn)減少施工人員數(shù)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少身體損害，提高施工速度及改善勞動(dòng)條件的目的。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置，包括三通、內(nèi)置噴嘴、灰斗、地面過濾器，所述地面過濾器兩端分別與水泥車和循環(huán)計(jì)量池通過高壓水龍帶連接，所述三通內(nèi)部底端前面設(shè)置有能隨高速噴射流體及時(shí)擴(kuò)散并快速攜帶水泥進(jìn)入高壓水龍帶的內(nèi)置噴嘴，內(nèi)置噴嘴內(nèi)孔外端進(jìn)行倒角處理，所述灰斗下端通過三通連接在內(nèi)置噴嘴和循環(huán)計(jì)量池之間的高壓水龍帶上，所述循環(huán)計(jì)量池還連接有水泥車上水管線。所述灰斗內(nèi)部中間還設(shè)置有防止雜質(zhì)進(jìn)入的過濾網(wǎng)。所述灰斗底部且三通上方設(shè)置有進(jìn)灰口開關(guān)，該開關(guān)為球形閥。所述三通、內(nèi)置噴嘴、灰斗、地面過濾器相互連接成一體后架設(shè)在支架上。所述地面過濾器及三通在和高壓水龍帶連接時(shí)是通過由壬連接的。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:(I)使用自動(dòng)拌灰裝置減少了施工人員數(shù)量，1-2人加灰即可輕松操作，無須人工攪拌；傳統(tǒng)配灰則需要6人以上才能完成。(2)使用自動(dòng)拌灰裝置完全利用水泥車動(dòng)力產(chǎn)生的高速噴射流體拌灰，只需將干水泥倒入灰斗即可，投入體力較小。另外，此裝置兩邊用長(zhǎng)高壓水龍帶相連，在地面有很大的移動(dòng)量，一般井場(chǎng)不用將水泥從拉水泥的拖斗上卸下，也節(jié)約了勞動(dòng)力。傳統(tǒng)拌灰必須用人工在有限的空間內(nèi)攪拌，隨著灰漿密度的提高，灰漿流動(dòng)性變差，勞動(dòng)強(qiáng)度越來越大，抱高壓水龍帶刺沖灰漿也是體力活兒。由于井場(chǎng)條件限制，大都要將水泥事先卸到循環(huán)計(jì)量池旁邊,拌灰時(shí)再將其從地面搬到循環(huán)計(jì)量池上,大大增加了工作量。(3)使用自動(dòng)拌灰裝置倒干水泥進(jìn)灰斗時(shí)，水泥袋口與灰斗接觸，水泥粉塵飄散少，局部空氣污染輕，而且倒干水泥人員站在高處，時(shí)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(tǒng)配灰漿人員全部集中在循環(huán)計(jì)量池口，干水泥從循環(huán)計(jì)量池口濾網(wǎng)散落到池內(nèi)時(shí)，水泥粉塵彌漫在循環(huán)計(jì)量池上方，局部空氣污染嚴(yán)重，若配合不好，水泥漿飛濺到身上、臉上，嚴(yán)重影響了施工人員身體健康。(4)使用自動(dòng)拌灰裝置由于循環(huán)計(jì)量池底無水泥沉淀，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(xù)進(jìn)行；而人工配制時(shí)由于水泥攪拌不均勻，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(xù)性。(5)使用自動(dòng)拌灰裝置配灰時(shí)間明顯變短，配制密度1.85 g/cm3的灰漿600L只需5min ;而人工配灰時(shí)間一般需要15-20min，個(gè)別的由于水泥車上水管線堵塞則需要更長(zhǎng)的時(shí)間。(6)使用自動(dòng)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柜內(nèi)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(dá)到設(shè)計(jì)密度。[0027](7)使用自動(dòng)拌灰裝置配制灰漿均勻，密度一致，質(zhì)量好，循環(huán)計(jì)量池底部無沉淀；人工配制灰漿不均勻，密度不一致，質(zhì)量差，循環(huán)計(jì)量池底部沉淀較多。(8)使用自動(dòng)拌灰裝置配制的灰漿密度均勻、無沉淀，保證注入量、密度的設(shè)計(jì)要求，水泥塞質(zhì)量較好；而人工配灰由于攪拌不均勻，殘?jiān)?，灰漿不能全部入井，一般不能保證注入量、密度的設(shè)計(jì)要求，個(gè)別施工由于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(zhì)量。(9)自動(dòng)拌灰裝置拌灰均勻無沉淀和殘?jiān)?，注灰后池子只需用少量的清水沖刷即可，無污染。而傳統(tǒng)方法由于沉淀較多，形成固態(tài)廢棄物，污染地表環(huán)境。

圖1為本實(shí)用新型的油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置的工作流程圖。圖中:1、灰斗；2、過濾網(wǎng)；3、進(jìn)口開關(guān)；4、二通；5、內(nèi)直嗔嘴；6、地面過濾器；7、由壬；8、支架；9、循環(huán)計(jì)量池；10、水泥車上水管線；11、水泥車；12、高壓水龍帶。
具體實(shí)施方式
有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對(duì)本實(shí)用新型加以限制。根據(jù)圖1和圖2所示，油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置，包括三通4、內(nèi)置噴嘴5、灰斗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(huán)計(jì)量池9通過高壓水龍帶12連接，所述三通內(nèi)部底端前面設(shè)置有能隨高速噴射流體及時(shí)擴(kuò)散并快速攜帶水泥進(jìn)入高壓水龍帶12的內(nèi)置噴嘴5，所述灰斗I下端通過三通4連接在內(nèi)置噴嘴5和循環(huán)計(jì)量池9之間的高壓水龍帶12上，內(nèi)置噴嘴內(nèi)孔外端進(jìn)行倒角處理，所述循環(huán)計(jì)量池還連接有水泥車上水管線10。所述灰斗內(nèi)部中間還設(shè)置有防止雜質(zhì)進(jìn)入的過濾網(wǎng)2。所述灰斗底部且三通上方設(shè)置有進(jìn)灰口開關(guān)3，該開關(guān)為球形閥。所述三通、內(nèi)置噴嘴、灰斗、地面過濾器相互連接成一體后架設(shè)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(shí)是通過由壬7連接的。自動(dòng)拌灰裝置在三通內(nèi)部距三通進(jìn)灰口中心35mm處焊制一外徑49.5mm、高度30mm、內(nèi)孔直徑為12mm的圓柱型噴嘴,噴嘴內(nèi)孔外端倒45° X 5mm角，使噴出的高速射流能及時(shí)擴(kuò)散，快速攜帶水泥進(jìn)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(jìn)行。再制作一個(gè)圓錐形灰斗，能將倒入的干水泥全部順利進(jìn)入進(jìn)灰口，灰斗用3mm鋼板圍成，結(jié)實(shí)耐用，高度0.5m,斗口直徑0.5m,容量32L，能盛裝2袋水泥，以滿足連續(xù)倒入水泥的時(shí)間間隔；并且灰斗的高度和口徑能滿足現(xiàn)場(chǎng)需要；灰斗中間焊有過濾網(wǎng)，防止水泥袋紙片、水泥硬塊及其它大顆粒雜物進(jìn)入灰斗，再循環(huán)進(jìn)入循環(huán)計(jì)量池被水泥車泵入地面過濾器，堵塞自動(dòng)拌灰裝置。灰斗用Φ50πιπι球形閥為進(jìn)口開關(guān)，能快速開關(guān)進(jìn)灰口。防止在排量不足、停泵情況下清水或灰漿從進(jìn)灰口溢出。另外，在灰漿配制完成后，關(guān)閉進(jìn)口開關(guān)，不用拆卸自動(dòng)拌灰裝置便可直接注水泥漿入井。[0038]試壓:關(guān)閉進(jìn)口開關(guān)，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(yù)計(jì)施工壓力的1.5倍)，穩(wěn)壓5min，不刺不漏，壓力不降，自動(dòng)拌灰裝置試壓合格。2010年7月13日，采油三廠井下作業(yè)大隊(duì)作業(yè)10隊(duì)在衛(wèi)66井注水泥塞施工，該井油層套管為Φ 139.7mm (壁厚7.72mm、內(nèi)徑124.26mm)的套管，人工井底2675.4m,目前生產(chǎn)層位:沙二下，厚度/層數(shù):15.6m/5n，井段:2595.20-2635.4m。施工目的:封堵原生產(chǎn)層后改射上部油層生產(chǎn)。要求原生產(chǎn)層用注水泥塞封堵，水泥塞厚度40m，塞面2540m。設(shè)計(jì)配制比重為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(nèi)為Φ73ι πι油管鞋2585.4m即注灰深度,現(xiàn)用自動(dòng)拌灰裝置進(jìn)行配灰衆(zhòng)試驗(yàn)。洗井結(jié)束，拌灰水泥車就位后；水泥車上水管線放入Im3循環(huán)計(jì)量池中；檢查安裝好自動(dòng)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(zhǎng)度為18m、Φ50 水龍帶一端接自動(dòng)拌灰裝置的出口，另一端放入循環(huán)計(jì)量池中并用棕繩固定在循環(huán)計(jì)量池上；關(guān)閉進(jìn)口開關(guān)；放適量清水進(jìn)入循環(huán)計(jì)量池；水泥車循環(huán)正常后提高排量，起壓至2MPa ;打開進(jìn)口開關(guān)，檢查進(jìn)口負(fù)壓情況良好；關(guān)閉進(jìn)口開關(guān)、停泵。調(diào)整配灰清水用量；開泵至泵壓達(dá)到2MPa循環(huán)；打開進(jìn)口開關(guān)；一人站在盛放水泥的拖斗上，將事先拆開口的水泥陸續(xù)倒入灰斗內(nèi)，僅5min預(yù)計(jì)使用的15袋水泥全部被自動(dòng)拌灰裝置從灰斗吸入進(jìn)入循環(huán)計(jì)量池；關(guān)閉進(jìn)口開關(guān)。測(cè)量循環(huán)計(jì)量池內(nèi)灰漿密度為1.87g/cm3，完全符合設(shè)計(jì)要求；查看灰漿情況，池底無沉淀；停泵，解開固定在循環(huán)計(jì)量池上水龍帶的棕繩，將放入循環(huán)計(jì)量池的水龍帶出口移至井口與井內(nèi)油管相連，開泵將灰漿全部替入井內(nèi)；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(shí)18min。從配灰開始到頂替結(jié)束共24min,檢查循環(huán)計(jì)量池內(nèi)無沉淀?，F(xiàn)場(chǎng)配灰實(shí)驗(yàn)，用干水泥750kg(15袋),配制灰衆(zhòng)600L,配成灰衆(zhòng)密度L 87g/cm3。配灰準(zhǔn)備工作做好后，I人倒灰即可完成整個(gè)配灰施工。并且，水泥粉塵少，局部空氣污染輕，施工人員基本無影響。配灰歷時(shí)4min30s。配制灰衆(zhòng)均勻,密度符合要求。注灰后清理循環(huán)計(jì)量池容易，除少量灰漿外，基本無沉淀物。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)配灰實(shí)驗(yàn)，自動(dòng)拌灰裝置達(dá)到了設(shè)想的效果。油氣水井自動(dòng)拌灰裝置經(jīng)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(diǎn):(I)、改善了勞動(dòng)條件，減少了施工人員數(shù)量，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕了身體損害。(2)、由人力轉(zhuǎn)為水動(dòng)力，提高了施工自動(dòng)化程度，施工工藝水平更先進(jìn)。(3)、配制水泥漿質(zhì)量好、速度快，縮短了施工時(shí)間，減少了材料浪費(fèi)，更能保證施工質(zhì)量，提高了注水泥施工成功率。(4)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，加工容易，成本較低。(5)、使用安全，安裝及搬運(yùn)方便。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，非用以限定本實(shí)用新型的專利范圍，其他運(yùn)用本實(shí)用新型的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本實(shí)用新型的專利范圍。
權(quán)利要求1.油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置，其特征在于，包括三通、內(nèi)置噴嘴、灰斗、地面過濾器，所述地面過濾器兩端分別與水泥車和循環(huán)計(jì)量池通過高壓水龍帶連接，所述三通內(nèi)部底端前面設(shè)置有能隨高速噴射流體及時(shí)擴(kuò)散并快速攜帶水泥進(jìn)入高壓水龍帶的內(nèi)置噴嘴，內(nèi)置噴嘴內(nèi)孔外端進(jìn)行倒角處理，所述灰斗下端通過三通連接在內(nèi)置噴嘴和循環(huán)計(jì)量池之間的高壓水龍帶上，所述循環(huán)計(jì)量池還連接有水泥車上水管線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置，其特征在于，所述灰斗內(nèi)部中間還設(shè)置有防止雜質(zhì)進(jìn)入的過濾網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置，其特征在于，所述灰斗底部且三通上方設(shè)置有進(jìn)灰口開關(guān)，該開關(guān)為球形閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置，其特征在于，所述三通、內(nèi)置噴嘴、灰斗、地面過濾器相互連接成一體后架設(shè)在支架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置，其特征在于，所述地面過濾器及三通在和高壓水龍帶連接時(shí)是通過由壬連接的。
專利摘要本實(shí)用新型公開了油、氣、水井自動(dòng)拌灰裝置，包括三通、內(nèi)置噴嘴、灰斗、地面過濾器、支架，所述地面過濾器與水泥車和循環(huán)計(jì)量池通過高壓水龍帶連接，所述內(nèi)置噴嘴前端設(shè)置有地面過濾器。所述三通內(nèi)部底端前面設(shè)置噴嘴，噴嘴內(nèi)孔外端進(jìn)行倒角處理。所述灰斗下端通過三通連接在內(nèi)置噴嘴和循環(huán)計(jì)量池之間的高壓水龍帶上，所述循環(huán)計(jì)量池還連接有水泥車上水管線。所述灰斗內(nèi)部中間還設(shè)置有防止雜質(zhì)進(jìn)入的過濾網(wǎng)。所述灰斗底部且三通上方設(shè)置有進(jìn)灰口開關(guān)。使灰漿的配制由人工轉(zhuǎn)為自動(dòng)，避免了人工配制灰漿的缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)減少施工人員數(shù)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少身體損害，提高施工速度及改善勞動(dòng)條件的目的。
文檔編號(hào)B28C5/06GK202985776SQ20132000526
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者劉和強(qiáng), 赫俊勤, 劉璐, 武繼波, 何萬海, 薛玉華, 鄭海洪 申請(qǐng)人:劉和強(qiáng)