葉紀東 （中美合資四機賽瓦石油鉆采設備有限公司，湖北 荊州434024）

一種新型固井水泥車及其固井作業(yè)操作要求

葉紀東 （中美合資四機賽瓦石油鉆采設備有限公司，湖北 荊州434024）

SJX5230TSN型固井水泥車是一種計算機自動控制混漿的新型固井設備。重點介紹了該固井水泥車的結構組成和主要特點。對其固井作業(yè)操作提出了要求，包括：固井作業(yè)前的準備及注意事項；如何向井口泵送液體；固井作業(yè)操作注意事項；固井作業(yè)完成后對設備的清洗。

固井設備；水泥車；固井作業(yè)；操作；要求

1 固井水泥車結構組成

SJX5230TSN型固井水泥車是一種計算機自動控制混漿的新型固井設備，由車臺柴油機和底盤柴油機同時驅動。該設備具有自動混漿及二次混漿功能，整車的操作由電路系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)來實現(xiàn)。該車的固井作業(yè)操作均在平臺上進行，方便、可靠，可由一人完成，自動化程度高。操作平臺上安裝有儀表控制臺及護欄，吸入管路和排出管路的控制閥都集中在儀表控制臺周圍，儀表控制臺上裝有各種儀表、控制裝置及自動混漿裝置的計算機系統(tǒng)。

該車的自動混漿裝置由混漿槽、高能混合器、下灰閥、RA5×6離心泵、Mission 2×3離心泵、攪拌系統(tǒng)及管匯組成。RA5×6離心泵和Mission 2×3離心泵由2個液壓馬達驅動。自動混漿裝置的工作原理如下：灰罐的干水泥通過管線接到下灰閥，高能混合器高速噴射的水流形成真空吸入干水泥與流體混合。干水泥的多少通過計算機控制比例閥來執(zhí)行。混合后的泥漿在泥漿槽中經(jīng)攪拌葉片進一步混合，泥漿循環(huán)離心泵實現(xiàn)水泥漿的二次和多次混合。3in泥漿密度計將水泥漿的真實密度反饋給計算機。在噴射管路上安裝有3in流量計，它將水的流量信號反饋給計算機，計算機通過反饋回來的信號和已設定的密度要求指令液壓執(zhí)行機構調整比例閥開口大小，讓泥漿密度自動控制到設定密度。

2 固井水泥車主要特點

主要特點包括：該車具有壓力高、排量大、效率高、安全耐用；設有自動混漿裝置，使水泥漿的密度由手動操作不易控制變?yōu)橛嬎銠C的自動控制，水泥漿的密度調節(jié)更加準確，保證混漿的質量；設有2套超壓保護裝置，當泵的壓力超過預定的壓力值時，能停止動力輸出，以保證設備安全運行和人身安全；自動混漿裝置中離心泵的動力來自底盤車，從而使自動混漿裝置的工作狀態(tài)更加穩(wěn)定，避免了因車臺變扭器的換檔所帶來的沖擊而引起泥漿密度的不穩(wěn)定，提高了混漿質量；水泥漿的密度測定采用非放射性密度顯示計，避免了放射性物質對人身及環(huán)境的危害；混漿槽上設有專門的氣體排出口，便于操作員觀察液面；自動混漿微處理器具備模擬功能，不用水泥，操作員就可以模擬實際固井作業(yè)，既可以提高操作員的操作水平，又可以節(jié)省培訓費；該車的固井作業(yè)均可以在操作平臺上由一人完成，操作方便可靠，自動化程度高；該車裝有過濾裝置、噴油裝置和清洗裝置，可以過濾清水中的雜物，容易清洗設備外表的水泥漿；儀表臺、計量罐上方及混漿槽處均設有燈光照明，以便在夜間進行作業(yè)；全電腦控制發(fā)動機，冷啟動性能好。具有自我保護、自我診斷、數(shù)據(jù)顯示功能，燃燒效果好，對環(huán)境污染小。

3 固井作業(yè)的操作要求

3.1 固井作業(yè)前的準備及注意事項

在固井作業(yè)前應遵守以下要點：①當設備到達使用場地時應按要求停放好設備，并應注意使井內可能溢出的氣體或流體被風吹起時能遠離操作者和設備，保證井場設備和人身安全；②從水源接至設各的管線盡可能短和直，便于高效供水。從設備接至井口的高壓管線應有足夠的活動彎頭連接，以便于在泵工作時使管線能夠移動。連接管線上的絲扣應用鋼絲刷清理干凈并涂上黃油，便于日后易于拆卸管線；③檢查與計算機相連的線路接頭是否連接可靠，不得出現(xiàn)任何松動和脫落現(xiàn)象。并給計算機用電瓶充足電；④檢查各種接頭是否連接可靠；⑤檢查計量罐和混漿槽內有無異物，這對保證3臺離心泵能否正常工作是極其有好處的，千萬不要忽視；⑥對清水和干水泥灰均要求不允許有異物如棉紗團、布條、石塊、金屬物等，它們會使3臺離心泵在工作時發(fā)生故障；⑦起動設備讓其低速運轉，觀察各儀表、手柄、閥件及超壓保護裝置是否靈；⑧動力端潤滑油壓不低于0.lMPa；3.5in柱塞泵壓力不超過70MPa；動力端外殼的溫度不允許高于80℃；⑨在正常固井作業(yè)時，柴油機的轉速應在1800～2100r/min范圍內；⑩泵的高壓排出管通過高壓旋塞閥可以將泵排出的液體回到計量罐，又能通過高壓旋塞閥向井口泵送高壓液體，調整時必須在關閉一組閥門之前先打開另一組閥門，才不會導致憋泵的危險。

3.2 向井口泵送液體

車臺上的三缸柱塞泵吸入總管有多種吸入方式向井口泵送高壓液體，在現(xiàn)場固井作業(yè)時，由工程技術人員視現(xiàn)場情況決定。現(xiàn)就最常用的泵注方法介紹如下：液體從計量罐經(jīng)噴射泵、混合器、泥漿槽、灌注泵向三缸柱塞泵吸入總管供液，泵送高壓介質至井口。這種供液方式大多數(shù)在固井作業(yè)時配制水泥漿，也是固作業(yè)時操作較復雜、職責較重大的過程。

3.3 固井作業(yè)操作

固井作業(yè)時，掌握設備的正常操作，對加快固井速度、提高固井質量、減少事故均有很大幫助。在固井作業(yè)時千萬要注意以下幾點：①根據(jù)井深和井壁的情況確定所需的排量和泵壓，參考柱塞泵各種工況下性能參數(shù)選擇車臺柴油機的轉速和液力機械傳動箱檔位。建議柴油機、柱塞泵以滿功率70%～80%為宜，這樣可以延長設各的使用壽命；②液力機械傳動箱的換檔。液力機械傳動箱的傳動優(yōu)點是可以帶負荷起動，帶負荷從低檔向高檔換檔，傳遞動力不間斷，保證泵一直有動力驅動 （空檔除外）；在從高向低換檔時，液力機械傳動箱必須在閉鎖離合器解鎖狀態(tài)下?lián)Q檔，這對柴油機、傳動箱均有保護作用；③碰壓操作是在作業(yè)施工中要特別小心、高度注意的一項作業(yè)。由于該車選用了液力機械傳動箱，在碰壓時，將柴油機降速或怠速運轉，此時傳動箱處于變矩工況工作，柱塞泵立即處于極低的速度運轉，把井筒中的壓力穩(wěn)定在所需的壓力值，完成碰壓作業(yè)。操作迅速準確，平穩(wěn)輕便，是該水泥車使用液力機械傳動箱的一個重要設計特點之一；④再次提出固井前一定要清除計量罐、混漿糟、清水、干水泥灰中的異物，這對保證離心泵在固井作業(yè)時不發(fā)生故障是極為重要的，根據(jù)現(xiàn)場離心泵發(fā)生故障的大量事實也證明了這一點，千萬不能忽視；⑤如果固井作業(yè)時設備發(fā)生故障，要立即關閉干水泥灰閥，清除混漿槽內稠狀或粉末狀的水泥，然后再斷水，切勿先斷水；⑥配制固井水泥漿是固井作業(yè)中的一重要環(huán)節(jié)，它直接影響固井質量。該車的混漿系統(tǒng)直接設置在車上，利用供水泵向該車計量罐供水，清水經(jīng)噴射泵吸入加壓輸送到混合器與干水泥灰混合進入混漿糟，循環(huán)灌注泵吸入水泥漿一部分通過密度計流回混漿槽，而大部分泥漿再進入混合器進一步混合。循環(huán)灌注泵吸入水泥漿直接供給柱塞泵，經(jīng)加壓后向井口泵送固井水泥漿。

3.4 設備的清洗

固井作業(yè)完成后，要對設備進行清洗：①將設備管線內、混合器、混漿槽密度計及三缸柱塞泵內的水泥或水泥漿沖洗干凈，直到排出清水為止；關上混合器供水閥，打開過濾器上的球閥，沖除過濾器內的雜質和異物；必要時應將其中的濾網(wǎng)拆下清洗；②將計量罐加滿清水，把設備移動到指定的位置，啟動車臺柴油機，打開噴射泵用沖洗膠管清洗該車外部臟物；③設備清洗干凈后，停止車臺柴油機，打開所有蝶形閥和高壓旋塞閥，打開所有離心泵的排水閥，打開三缸泵收入總管的堵蓋，排盡柱塞泵內和管路的積水。不僅是嚴寒的冬天或其他季節(jié)，這樣做都會對設備有好處。

TE925.207

A

1000－9752（2011）06－0365－02

2011－04－10

葉紀東 （1976－），男，1999年武漢科技大學畢業(yè)，工程師，現(xiàn)從事油田固井、壓裂裝備電氣自動控制系統(tǒng)設計與開發(fā)工作。

［編輯］ 蘇開科