淺談水力噴砂切割技術(shù)在井下作業(yè)中的應(yīng)用

高偉偉 蘭潔

(新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣輪南鎮(zhèn)塔河油田治安消防中心,新疆輪臺 841600)

淺談水力噴砂切割技術(shù)在井下作業(yè)中的應(yīng)用

高偉偉 蘭潔

(新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣輪南鎮(zhèn)塔河油田治安消防中心,新疆輪臺 841600)

近年來,水力噴砂切割技術(shù)在國內(nèi)普遍被應(yīng)用及研究。文章基于這一背景,簡單闡述了目前我國井下作業(yè)技術(shù)的現(xiàn)狀,研究分析了水力噴砂切割技術(shù)的工作原理以和特點,并對井下作業(yè)中水力噴砂切割技術(shù)的應(yīng)用進行探討,說明了水力噴砂切割技術(shù)對井下作業(yè)的有著非常重要的意義,旨在推動我國井下作業(yè)工作的不斷創(chuàng)新與發(fā)展。

水力噴砂切割技術(shù) 井下作業(yè) 應(yīng)用

近幾年,我國在井下作業(yè)技術(shù)方面取得了突飛猛進的發(fā)展,對油氣田勘探開采效率及速度有了明顯的提高,在對國外先進井下作業(yè)技術(shù)引進的同時,我國也自主研發(fā)了關(guān)于井下作業(yè)的一些新技術(shù),盡管和國外技術(shù)存在一定的距離,卻也有著不錯的成就。隨著目前我國經(jīng)和社會的不斷發(fā)展,就井下作業(yè)技術(shù)方面的要求也越來越高,所以,我們必須加快速度研究,對井下作業(yè)技術(shù)不斷的進行創(chuàng)新,就目前井下作業(yè)復(fù)雜的情況下,提升我國井下作業(yè)的安全性和效益,保障井下作業(yè)技術(shù)高效的運用,從而推動我國井下作業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。

通過對加壓水泵的作用使流砂體從一個很細(xì)的噴嘴噴出,并形成高速夾砂水射流,再一次利用高速射流對物質(zhì)進行再分割被稱為水力噴砂切割技術(shù),這種技術(shù)水射流能量非常大,甚至可以切割所有物體,下面文章首先介紹了水力噴砂切割技術(shù)的優(yōu)點以及原理,而且從多個方面研究探討了水力噴砂切割技術(shù)對井下作業(yè)帶來的有效作用。

1 我國目前井下作業(yè)技術(shù)的現(xiàn)狀分析

我國井下作業(yè)技術(shù)的主要內(nèi)容有：管理技術(shù)、設(shè)計方案、工藝技術(shù)、機械設(shè)備等方面。隨著我國社會和經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,科技水平也日益提高,對勘測開發(fā)的技術(shù)要求也日漸增高,井下作業(yè)技術(shù)以及裝備跟新速度越來越快,采用科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略目標(biāo),引進新的技術(shù)設(shè)備,并不斷的進行創(chuàng)新改革,促使我國井下作業(yè)技術(shù)工作以及水平有了明顯的提高,從一定程度上滿足了我國油氣田勘測開發(fā)的新需求,就現(xiàn)在的情況來看,我國井下作業(yè)技術(shù)和國外相比還很有一點距離,這種技術(shù)上的距離主要包括：工具設(shè)備、生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息化管理、機械設(shè)備等方面因素。在設(shè)備方面,國外的井下作業(yè)應(yīng)用的設(shè)備自動化程度非常高,設(shè)備配置的標(biāo)準(zhǔn)更好,而國內(nèi)在這一方面的技術(shù)還不成熟,就工具裝備方面來看,國內(nèi)缺乏性能質(zhì)量很好的工具,工具的標(biāo)準(zhǔn)化程度很低,也沒有先進的一些輔助工具,而國外的技術(shù)早已經(jīng)實現(xiàn)信息化、自動化管理,能夠給勘測開發(fā)提供高效的數(shù)據(jù)信息,可以利用遠(yuǎn)程技術(shù)傳送,從而進行全程的指導(dǎo)以及監(jiān)督。

2 水利噴砂切割技術(shù)特點和工作原理

利用高速混砂液體射流的切割作用來完成井下作業(yè)是水力噴砂切割技術(shù)的主要形式,如,定向的清洗井身、射孔、切割套管清洗井身、鉆除水泥塞、定向壓裂等工藝技術(shù),主要的工作原理是水力學(xué)的動量、沖量定律和沙粒的切割作用。當(dāng)帶砂流體經(jīng)過噴嘴時候,液流的壓頭在噴嘴的作用下轉(zhuǎn)換為動量,以高速射流射出并用最大的能量沖擊目標(biāo)物。這個時候動量在瞬間被轉(zhuǎn)換成一種沖量,砂粒在強大的沖擊力作用下猶如砂輪不斷地切割目標(biāo)物。其主要特點包括：在很長時間內(nèi)可以把連續(xù)補充的能量集中在幾個點上,不間斷的連續(xù)切割目標(biāo)物,從而形成孔道,而且可以自動的將切屑帶出來,為下一步的順利切割清掃道路。

3 水力噴砂切割技術(shù)在井下作業(yè)中的普遍應(yīng)用

水力噴砂切割技術(shù)運用于井下作業(yè),有著其他水力噴砂切割技術(shù)無法具有的優(yōu)勢,水力噴砂切割技術(shù)是在常溫中進行工作的,切割中幾乎不會產(chǎn)生灰塵、不會污染環(huán)境、噪音很低、振動較小、沒有氣體產(chǎn)生、不會有任何污染氣體產(chǎn)生、而且加工的環(huán)境非常安全、對于防瓦斯、防反應(yīng)、防爆防火等特殊場所十分實用,因為水力噴砂切割技術(shù)有意思一系列的優(yōu)點,促使其成為煤礦井下危險環(huán)境作業(yè)非常實用的先進技術(shù)之一。水力噴砂切割技術(shù)在井下作業(yè)中主要表現(xiàn)有：

3.1 對封堵、污染井壁自動處理

在平時的井下作業(yè)工作中,井壁封堵及污染的現(xiàn)場經(jīng)常發(fā)生,有時很難使用手工清理掉,而使用力噴砂技術(shù)對井壁的封堵或者污染井下處理非常方便,安全無污染、方便攜帶、無火花、振動小噪音小。所以非常適用于井下作業(yè),且能夠一次到位的進行清理。

3.2 能夠降低地層破裂壓力

水力壓力法作為一種絕對地應(yīng)力測量方法,在測量的時候先要對一段裸露基巖開始鉆孔,再把上下兩端密封好,對著孔注入液體并對其進行加壓到孔壁破裂為止。這樣我們可以根據(jù)破裂時的破裂方位、壓力等相關(guān)信息算出原地區(qū)主應(yīng)力的方向和大小。在進行水力壓裂工藝的過程當(dāng)中,還可以采用水力噴射預(yù)處理,有效降低了地層破裂的壓力。

3.3 地層吸水性增加

通常情況下,井下的土質(zhì)結(jié)構(gòu)是十分堅硬的,而且水滲透性很差、空隙較少。所以大修擠注水泥過程當(dāng)中,必須對擠注點進行不斷加水。但是堅硬的土質(zhì)對注水的過程會帶來很大的困難,而這個時候我們就可以對擠住點采用水力噴砂射孔,可以增加地層的吸收性,以便于修理擠注水泥。

3.4 能應(yīng)用在無火作業(yè)環(huán)境

井下作業(yè)有一定的特殊性,整個工作的過程對火的使用要求很嚴(yán)格,通常情況下采用高溫以及火力操作會引起嚴(yán)重的工程事故。但水力噴砂技術(shù)可以卻避免,其具有產(chǎn)生熱量較少、無氣體產(chǎn)生、無火花等特點,能夠在射孔過程中運用水泥噴砂射孔進行作業(yè),這樣可以完全避免火患事故的產(chǎn)生。

3.5 自動清除機械部件

在井下作業(yè)工作中,許多地方的連接部件都被砸鉚或者點焊,有的因為很長時間雨水的不斷侵蝕,設(shè)備螺栓生銹,根本沒辦法人工拆卸。而且井下作業(yè)有相關(guān)的用火安全指南,無法采用火力切割。但水力噴砂切割卻具有無火花、無煙的特點,而且反應(yīng)溫度很低,有助于人工螺栓等機械部件拆卸工作的順利開展。

4 結(jié)語

水力噴砂切割技術(shù)作為一種新的切割方式。它適合很多特殊的工作環(huán)境,切割效率比較高、適應(yīng)范圍廣泛,而且切割精度是其它切割技術(shù)無法比擬的,切割刀具沒有耗損、更不會影響到切割材料性質(zhì)。它的這一系列獨特的優(yōu)勢,讓其在很多行業(yè)中被普遍應(yīng)用。我們可以把水力噴砂切割技術(shù)應(yīng)用到井下作業(yè)過程中,比如處理井壁污染、修理擠注水泥等一些復(fù)雜的問題。對于這種安全可行的新技術(shù),我們應(yīng)該合理進行利用,從而促進我國井下作業(yè)工作的順利開展。

[1]楊學(xué)林.淺析井下作業(yè)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013,23:49.