王永忠，劉 赟，李志勇，韓建偉

（中原油田采油一廠,河南 濮陽 457001）

注灰攪拌器的研制與應(yīng)用

王永忠，劉 赟，李志勇，韓建偉

（中原油田采油一廠,河南 濮陽 457001）

目前中原油田開發(fā)進(jìn)入中后期階段，油、氣、水井損壞增多，增產(chǎn)增注措施量增多，擠注水泥工作量也相應(yīng)增多，作業(yè)隊(duì)擠注水泥，一般使用灰漿量較少，無法應(yīng)用大型的配灰設(shè)備，但在施工中基本上還是人工攪拌配制，施工人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，影響身體健康，配制時(shí)間長(zhǎng)，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，施工質(zhì)量不高。研制的注灰攪拌裝置，使灰漿配制由人工轉(zhuǎn)為自動(dòng)，解決了人工配制灰漿的上述缺點(diǎn)。

注水泥；配制灰漿；自動(dòng)；注灰攪拌器

1 引言

最近幾年來，中原油田的油、氣、水井在開發(fā)生產(chǎn)過程中，由于受地層應(yīng)力變化、地層流體運(yùn)移、施工措施等諸多因素的影響，造成油、氣、水井竄槽、套管破漏等，油氣產(chǎn)量逐日遞減，各種油、氣、水井的維護(hù)工作日漸增多，需擠水泥封固，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)廢井的封井等也需注水泥作業(yè)。但在作業(yè)施工中，目前作業(yè)隊(duì)擠注水泥，一般使用灰漿量較少，無法應(yīng)用大型的配灰設(shè)備，仍運(yùn)行著一種最傳統(tǒng)的注灰攪拌方式，就是用人力抱著高壓水流刺槍和鐵鍬拌灰（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：兩人抱住水泥車管線在攪拌池內(nèi)來回晃動(dòng)利用水柱沖力沖散干水泥；兩人將水泥抬到攪拌池上的濾網(wǎng)上，將干水泥倒入攪拌池中；其余人員手拿工具在池內(nèi)攪拌，勞動(dòng)強(qiáng)度大。施工人員身上濺滿灰漿，大量水泥粉塵造成局部空氣的嚴(yán)重污染，影響施工人員的身體健康。

再有人工攪拌配制灰漿普遍存在用時(shí)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)間比較倉促；但是在擠注水泥漿的施工中，時(shí)間性比較強(qiáng)。如注水泥塞施工，從灰漿開始配制到反洗井結(jié)束，不能超過水泥漿初凝時(shí)間的70％，若超過初凝時(shí)間的70％則有“灌香腸”或“插旗桿”的可能；若灰漿配制密度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或灰漿配制不均勻，密度上小下大密度不均勻，有大量灰漿沉淀，殘?jiān)嗷覞{質(zhì)量差，打入施工井中易形成“馬蜂窩”現(xiàn)象；泵入的灰漿量不足，會(huì)影響水泥塞的質(zhì)量或影響施工質(zhì)量，降低施工一次合格率，還有可能發(fā)生質(zhì)量工程事故。再者老式攪拌灰漿在某種程度上已經(jīng)不適用目前施工的需要 ，但在施工中我們不得不攪拌灰漿。經(jīng)過多次對(duì)注灰灰漿攪拌的觀察和分析，研制了新型的灰漿攪拌工具（注灰攪拌器）。

2 注灰攪拌器的研制

2.1 結(jié)構(gòu)

注灰攪拌器是由攪拌器總成（∮62mm中心管、擋板、4個(gè)20mm*4mm噴嘴）和油壬頭連接而成（見結(jié)構(gòu)圖），灰漿攪拌經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)注灰試驗(yàn)，成功克服了人工攪拌灰漿水流沖擊力大，給人體造成危害、污染嚴(yán)重，攪拌灰漿不均、結(jié)塊的難題，實(shí)現(xiàn)了高壓水力流攪拌灰漿均勻、不結(jié)塊，避免了對(duì)人體身體的危害，避免了人體在攪拌灰漿的時(shí)候存在的安全隱患的目的，加快了灰漿攪拌的速度和灰漿攪拌不留死角的實(shí)用工具，在現(xiàn)場(chǎng)施工中取得了較好的效果 ，得到了施工人員及技術(shù)人員的肯定和認(rèn)可。其次：該工具結(jié)構(gòu)精巧，加工容易，成本低；使用方便，設(shè)計(jì)符合安全要求。

2.2 工作原理

灰漿攪拌器是利用水力噴射噴出的高壓液射流沖擊擋板從而改變了由垂直沖擊改變成橫向射流，把壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能（即速度）高速流體液體方向和速度，擴(kuò)大了灰漿的射流面積，高壓水流通過噴咀噴出的作用下，沖擊攪拌灰漿。能夠使灰漿均勻混和，這樣反復(fù)進(jìn)行噴射渦流運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到混合目的。該工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，工作效率高。

注灰攪拌器結(jié)構(gòu)圖

2.3 操作方法

用水龍帶將水泥車動(dòng)力設(shè)備和灰漿攪拌器的由壬頭相連接，利用水泥車動(dòng)力設(shè)備將液體由工作筒打入攪拌器中心管，高壓水流通過擋板改變了高壓水流的方向，由擋板上部的四個(gè)20mm*4mm的對(duì)稱均勻分布成一定側(cè)斜度的噴咀噴出，高壓水流通過噴咀噴出的作用下，沖擊攪拌灰漿。能夠使灰漿均勻混和，這樣反復(fù)進(jìn)行擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到將灰漿混合攪拌均勻的目的。

3 結(jié)論

灰漿拌灰器經(jīng)多口井使用后，均起到較好的配灰效果，該裝置有如下特點(diǎn)：

（1）改善了勞動(dòng)條件，減少了施工人員數(shù)量，降低了工人的勞動(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）配制的水泥漿均勻、能效高，縮短施工時(shí)間，減少材料浪費(fèi)，更能保證施工質(zhì)量，提高了注水泥成功率。

[1]中國石油天然氣集團(tuán)公司人事服務(wù)中心編.職業(yè)技能培訓(xùn)教程與鑒定試題集—井下作業(yè)工（上、下冊(cè)）[S].北京：石油工業(yè)出版社,2004（05）.

王永忠（1968— ），男，江蘇宿遷人，中專，研究方向：作業(yè)施工和油氣藏的開發(fā)。