雙機(jī)雙泵固井撬技術(shù)要求研究

（中石化中原石油工程有限公司固井公司，河南 濮陽 457001）

雙機(jī)雙泵固井撬技術(shù)要求研究

張東寧

（中石化中原石油工程有限公司固井公司，河南 濮陽 457001）

固井施工是鉆井工程中一項(xiàng)非常重要的工序。固井工序的質(zhì)量直接影響一口井的開采效率，更影響這口井的使用壽命。在固井施工作業(yè)中，雙機(jī)雙泵固井撬是一個(gè)非常重要的技術(shù)。在鉆井水平不斷發(fā)展的今天，對雙機(jī)雙泵固井撬的技術(shù)要求也越來越高，但是現(xiàn)在在業(yè)界對其技術(shù)要求并沒有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)。本文將對當(dāng)下雙機(jī)雙泵固井撬進(jìn)行一下技術(shù)總結(jié)，提出一些合理的雙機(jī)雙泵技術(shù)要求和使用時(shí)要注意的事項(xiàng)。

雙機(jī)雙泵 技術(shù)要求 配置

一、概述

雙機(jī)雙泵固井撬是一種必不可少的固井設(shè)備。固井工序是整個(gè)鉆井過程中最后一道作業(yè)。一口油氣井一般要2-5次固井，不同層次的固井工序要不同的套管方式。固井撬的作用是進(jìn)行深井固井作業(yè)、壓力測試或者其他流體泵送作業(yè)，可以在高壓環(huán)境環(huán)境下進(jìn)行正常作業(yè)，性能可靠，運(yùn)輸方便，適合鉆井作業(yè)的使用，在我國當(dāng)前鉆井工程里發(fā)揮很大的作用。

二、雙機(jī)雙泵技術(shù)要求

1總體要求

所謂雙機(jī)雙泵，就是一臺固井撬上有兩個(gè)離心泵，兩個(gè)離心泵分別受兩臺獨(dú)立的機(jī)器控制。一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)箱、液壓系統(tǒng)、離心泵、混合罐等部分構(gòu)成。當(dāng)前市場上主流的雙機(jī)雙泵固井撬最高工作壓力都在100MPa左右，排量由2-3m3/ cm3，混漿能力達(dá)到2.3m3/min。雙機(jī)雙泵固井撬可以在-30-50℃的溫度下進(jìn)行正常工作，在90%以下的濕度環(huán)境下工作最為合適。對于不同品牌的固井撬其工作時(shí)間也不盡相同，但是筆者根據(jù)對市場上幾種主流固井撬產(chǎn)品的考察，認(rèn)為固井撬額定工作壓力下，最大連續(xù)工作時(shí)間為4個(gè)小時(shí)，在最大排量工作下其連續(xù)工作時(shí)間不得超過6個(gè)小時(shí)。

2動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)置要求

對于現(xiàn)行的雙機(jī)雙泵固井撬來說，其動(dòng)力設(shè)備主要是柴油機(jī)。以PCS-721B型固井撬為例，其使用CAT3406C型柴油機(jī)，額定功率為490HP-2100RPM，使用電啟動(dòng)的啟動(dòng)方式。

動(dòng)力系統(tǒng)除了發(fā)動(dòng)機(jī)還包括傳動(dòng)系統(tǒng)，還是就PCS-721B型固井撬來說其傳動(dòng)箱配有三臺Allison HT-750DR、5檔變速及空檔，配有供液壓系統(tǒng)和動(dòng)力端潤滑系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)和傳動(dòng)箱采取三點(diǎn)固定的方法安裝。

傳動(dòng)軸是安裝在傳動(dòng)箱和三缸柱塞泵之間的裝置，作用是把發(fā)電機(jī)的動(dòng)力傳輸?shù)街蒙先?，起一個(gè)橋梁紐帶作用。傳動(dòng)軸的安裝角度非常重要，不能有絲毫的差錯(cuò)，不同生產(chǎn)商的雙機(jī)雙泵固井撬都有不同的規(guī)范，這很難規(guī)范到一起，但必須符合生產(chǎn)商建議的最大安裝角來進(jìn)行安裝。傳動(dòng)軸要采取全封閉措施，加裝金屬護(hù)罩，為了方便日后使用過程中的檢查和保養(yǎng)要在十字頭處設(shè)置可開卸的窗口。

3其他設(shè)備技術(shù)要求

在雙機(jī)雙泵固井撬中我們還要注意三缸柱塞泵的設(shè)置，其作用是泵送水泥漿、攜沙液、含硫原油、酸、泥漿或者其他油井工作液體。在雙機(jī)雙泵中，要對每一臺泵配置整體式減速箱，以控制機(jī)泵的速度。三缸柱塞泵要和發(fā)動(dòng)機(jī)直列。

液壓系統(tǒng)由液壓油箱、閉式變量柱塞泵、齒輪油泵、閉式定量馬達(dá)、風(fēng)扇冷卻器和其他液壓附件組成，分為閉式和開式兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，分別驅(qū)動(dòng)不同的裝置，三個(gè)離心泵由閉式液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，混漿槽、計(jì)量桶的攪拌器、噴射器油缸和下灰油缸由開式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。閉式液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的三個(gè)離心泵驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過控制箱里的組合閥進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，其工作壓力可由控制臺上的壓力表顯示，方便操作人員查看。開式系統(tǒng)的計(jì)量罐攪拌器馬達(dá)、混漿罐攪拌器馬達(dá)轉(zhuǎn)速受操作平臺上兩個(gè)帶溢流閥調(diào)節(jié)，下灰油缸受帶溢流閥的手動(dòng)換向閥控制，操作人員可以手動(dòng)進(jìn)行控制或者由電磁閥通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。

三、雙機(jī)雙泵固井撬操作技術(shù)要求及注意事項(xiàng)

1操作程序技術(shù)要求

雙機(jī)雙泵固井撬在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前要先對散熱器、燃油箱、液壓油箱、潤滑油罐等各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行液位檢查，打開氣源氣路球閥、各種電源開關(guān)。在確認(rèn)前期檢查工作無誤后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，逐步加大油門到制定工作轉(zhuǎn)速。啟動(dòng)清水泵給混漿槽以三分之一的水量后分別啟動(dòng)循環(huán)和增壓離心泵，在循環(huán)和柱塞泵吸入管匯罐后停止離心泵工作，并且關(guān)閉柱塞泵增壓管路的閥門。再進(jìn)行其他的準(zhǔn)備工作之后要啟動(dòng)清水泵，開始連續(xù)固井作業(yè)。手動(dòng)操控閥門直到達(dá)到設(shè)定的清水流量。當(dāng)混漿槽液位距離頂部達(dá)0.45m的時(shí)候開始往井內(nèi)輸送泥漿，并且控制三缸泵的泵速，是混漿槽的液位保持距罐頂0.45，m左右的高度。當(dāng)干灰罐快要輸空的時(shí)候因?yàn)楦苫逸斔土康臏p少會(huì)導(dǎo)致壓力下降和水泥漿密度的不穩(wěn)定，這時(shí)需要打開水泥計(jì)量閥降低混漿速率。

2注意事項(xiàng)

當(dāng)雙機(jī)雙泵固井撬在操作現(xiàn)場出現(xiàn)故障的時(shí)候可以使用備用或者外接離心泵來繼續(xù)故障，或者用柱塞泵去應(yīng)急泵送清水和泥漿，但是這只是一個(gè)可能性，實(shí)際操作的時(shí)候不建議使用柱塞泵進(jìn)行應(yīng)急操作，因?yàn)檫@會(huì)極大的損害設(shè)備。

在設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候，不得移動(dòng)任何部件的防護(hù)罩，不能讓任何人員的身體靠近傳動(dòng)軸、泵驅(qū)動(dòng)或者其他機(jī)械部位，以不免對人身的傷害。設(shè)備在高壓環(huán)境工作時(shí)不能使用低壓管，只能3用高壓管連接。

在出現(xiàn)以下的緊急情況時(shí)要運(yùn)用熄火裝置緊急關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)：失火、機(jī)械故障、發(fā)動(dòng)機(jī)失控、易燃?xì)怏w進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口。不過在發(fā)動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷工作狀態(tài)下使用緊急停機(jī)系統(tǒng)非常損害發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)重啟之前要重新調(diào)整緊急停機(jī)裝置在進(jìn)氣口的閥門。

在雙機(jī)雙泵固井撬的實(shí)際使用中還會(huì)有許多的突發(fā)狀況和問題，我們要根據(jù)實(shí)際狀況做好應(yīng)急措施，做好防護(hù)措施，保障雙機(jī)雙泵固井撬的正常運(yùn)行。

結(jié)語

在現(xiàn)代實(shí)際的鉆井工程中，雙機(jī)雙泵固井撬有很大的應(yīng)用。雖然市場上不同商家的固井撬有不同的技術(shù)上的、操作上的還有參數(shù)上的規(guī)范，但是我們應(yīng)該提出一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范，以規(guī)范在施工中雙機(jī)雙泵固井撬的應(yīng)用，提高施工的安全性，保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。在今后的鉆井工程上我們要運(yùn)用更加規(guī)范的操作來操控雙機(jī)雙泵固井撬，以保證打的井的使用的安全性和采油氣的效率。

[1]徐惠鋒．國外套管設(shè)計(jì)方法[J]．使用鉆采技藝 ，2011（5）．

[2]Erik B． Nelson主編． 劉大為，田錫君，等譯．現(xiàn)代固井工藝[M]． 沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004（11）65-68．

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