喷砂工艺（共7篇）
喷砂工艺 篇1
0引言
生产钢塑复合管的基材通常为镀锌钢管和黑管,复合前基材需要进行表面处理。生产衬塑( 内喷涂) 管、钢管内壁为产品的主要加工位置,生产内外喷涂管、钢管内外壁均为加工位置。因而喷砂工序是产品生产前处理的关键工序,喷砂处理效果的好坏直接影响到产品批量生产的合格率。喷砂工艺是采用高压风或压缩空气作为动力,以形成高速喷射束将砂料高速喷射到需处理工件表面,使工件表面的外表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,因工件表面被微量破坏,表面积大幅增加,从而增加工件与涂层或塑管之间的附着力,特别是对喷涂管、还延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。 行业内,基材内壁喷砂的目的是去除钢管内壁砂皮、 氧化皮、焊渣、铁锈和镀锌管管口残留的钝化剂,增加钢管内壁表面积,有效保证产品的主要技术指标 ――涂( 塑) 层结合强度符合国标的要求。但因为企业目前常用的钢管内壁喷砂机都是开放式的,操作时高速撞击工件的砂料四处飞溅,不但影响周围其它工序正常操作环境,增加砂料回收工作量,还造成砂料非正常损耗。特别是黑管喷砂处理的时候, 四周约三十平方米范围内到处弥漫灰尘,虽然现场操作者都配备了特定的保护器具,但是对其身体健康还是有一定的伤害隐患。所以提出了对开放式喷砂机的工作环境进行改造的课题。
改造前的状况
1开放式喷砂机的主要参数
砂料罐容量0. 4 m3
喷嘴直径 φ8 - φ12
喷砂量1 000 - 1 500 Kg /h
压缩空气压力0. 55 - 0. 7 Mpa
首次砂料加入量1 600 - 2 000 kg
2此前生产现场状况
喷砂工序的操作现场和喷砂设备整体是用薄铁皮围起来,约占地40 m2,围高3 m,之前因采光问题没有封顶。基材钢管定长通常为6 m,采用的生产方式是基材进行批量喷砂处理,按照管径大小,一次处理20 ~ 60条基材。基材通过滚动小车一端进入集砂箱,操作人员在另一端进行喷砂操作。理想状态下,喷出的砂料应该通过基材内壁进入集砂箱,通过集砂箱下方的螺旋回收器自动返回储砂罐,形成一次循环。实际上,因为生产效率和设备启动的承受能力,不可能喷完一条基材后就停机一次、对准下一条后再启动一次,而是按一定的次序均速移动喷嘴进行连续喷砂。而且为了保证基材管端部位也可被喷到,喷嘴必需在离管端200 ~ 300 mm的距离进行喷射,因此大量的砂料溅射到铁皮板围起来的范围内,据统计,约有占总量25% ~ 30% 的喷砂量溅出; 喷砂工序的工序时间约25 ~ 30分钟,15 ~ 20分钟完成一次喷砂操作; 按单班8小时计算,约有750 ~ 1 000 kg的砂料不能进入集砂箱自动回收,需要在下班前人工清扫回收,此外,还有约5% 的砂料溅出到喷砂区域外没有被回收,不但影响了工作环境, 还直接影响了生产效益和生产成本; 同时,人工回收造成砂料清洁度差,常沾上砂尘,使喷砂现场产生的灰尘越来越多,形成恶性循环; 还不时有较大的异物卡死喷管或喷嘴等,造成设备故障; 特别是对黑管基材的喷砂处理产生的灰尘更是比较严重地散溢出四周,影响到周围其它工序的工作环境。
改造的设计构思和方案
通过现场观察,多次同操作工、技术人员讨论, 参观了相关厂家,翻阅相关资料。首先考察了国内成套全密封式、自动化控制程度高、又适合本企业生产规模及基材喷砂处理工艺的成套设备供应厂家, 发现适用的几乎没有,基本可用的又价格太高; 多数成套设备基本都是注重喷砂工艺本身,而对收尘和保护环境方面考虑不足。最后企业确定自己进行改造设计。
1设计构思:
1. 喷砂现场应该是封闭的;
2. 应缩小喷砂工序影响范围,使喷出的砂料在较小或容易回收的区域内飞溅;
3. 能保持砂料的清洁度;
4. 现场应该有足够的光源,方便员工操作;
5. 砂料可自动回收,能控制和处理喷砂过程中产生的粉尘,增加二次收尘处理系统;
6. 最好能实现人机分离,提高自动化控制程度。
2改造方案设计
在现有开放式喷砂机生产系统的基础上增加封闭机构一套; 改进砂料回收系统一套,粉尘回收系统一套。可以使喷砂操作发生在封闭空间,将其对周围环境及操作者的影响大幅度降低; 一边喷砂一边将溅出的砂料及产生的粉尘自动回收或处理,回收的砂料通过滤网和螺旋输送器直接回到集砂箱下方的螺旋输送器内; 空间粉尘则通过新增的布袋除尘器消除。
封闭机构由两部分组成,一部分是辅助活动棚, 另一部分是封闭式操作室; 封闭机构在方钢轨道上可移动。
辅助活动棚为折叠推拉门形式,倒U形,长5. 5 m,宽2. 2 m,高2. 2 m; 由若干单门用活叶连接组成; 两侧单门用方管为框架,用彩钢板内侧封板,彩钢板向下延长至轨面之下; 顶面单门也用方管为框架,用彩钢板内侧封板; 两侧面单门下部中间位置安装坑轮和轴承,以实现单门可旋转,坑轮安装在靠单门外侧。辅助活动棚一端与喷砂机收集桶连接,另一端与封闭式操作室连接,形成一个封闭空间。
封闭式喷砂房是一个独立的活动房子,由方管为框架围成1 000 mm × 2 200 mm × 2 200 mm的立方体,各面中间适当增加角钢或方管加固以及方便封板,底面应可承载2 - 3个成人重量,方便员工进入检查和清理、维修及保养。
喷砂房的前面用3 mm的钢板密封、中间留一个方形孔方便基材钢管进入喷砂房,方形孔长宽尺寸比理论批量基材截面大100 ~ 150 mm。基材进入喷砂房后,在喷砂房前面外侧用上下左右四组活动门帘机构能包裹住基材钢管,可将方形孔密封; 每个门帘由固定支架和5 mm厚的橡胶皮组成,单组门帘机构由沿基材轴向并列的4 ~ 6个大小一样门帘组成,单组门帘机构由汽缸推动,气缸行程200 ~ 300 mm,要求橡胶皮紧贴基材钢管表面。左右和上方的门帘机构与气缸端连接处用镀锌板封闭,并形成一个整体; 下门帘机构也连接成为一个整体、但不封闭,目的是让停滞在门帘空间内的砂料可落至下方漏斗内,进入从集砂箱延伸到喷砂房的螺旋回收器内。
喷砂房底面铺设固定铁丝网、下面连接漏斗,将砂料导入螺旋回收器内。底面上方安装喷枪固定支架机构,由三个0. 55 kw电机带动三组蜗轮蜗杆机构,实现固定支架机构的前后、上下、左右三个方向移动。固定支架机构为半封闭结构,活动机构部分为封闭式,电机动力部分为半封闭式。支架前后方向行程200 mm,左右方向行程1 300 mm,上下方向行程800 mm。
喷砂房顶部用薄钢板密封,在适当位置留出两个通风口连接布袋除尘器。考虑到喷砂房的活动行程为1m,用大于1 m的伸缩软管进行连接。
喷砂房后面正中预留一个门的安装位置,此门用钢化玻璃制作,增强喷砂房的采光能力,方便操作人员进行观察控制; 喷砂房后面钢化玻璃门外侧重新配置一个工作平台( 柜) ,操作员工在此进行喷砂操作控制。
喷砂房两侧用彩钢板密封、喷砂房底部安装坑轮,使其能在轨道上面前后移动,调节喷砂位置。
喷砂系统平面布置如下图。
3方案实施效果情况
喷砂机工艺环境改造基本依靠企业本身的技术和施工力量完成。投资小、工期短,很多技术问题可以在施工现场即时解决。
方案实施后基本达到了设计预期效果,特别是从灰尘产生的源头采取治理措施效果较好,改善环境方面大有进步。
1. 方案实施后缩小了砂料飞溅范围,由原来的40 m2缩减至15. 4 m2; 主要飞溅范围限制在面积2. 2 m2的喷砂房内。
2. 减少了喷砂量损失和人工回收砂料的工作量; 根据统计落到辅助活动棚内的砂料约占喷砂量总量的4% 以下,而且比以前回收更加方便。
3. 基本实现了人机分离,员工的工作环境明显得到改善,工作强度也降低了。
4. 较大程度上改善了喷砂工序的现场环境,达到了国家环保要求。
存在的问题
方案实施后基本解决了大部分砂料飞溅范围问题,但仍有少量砂料从前端方形孔封闭机构空隙溅出,相邻基材钢管构成的空隙空间内也滞留了少量砂料,在转移基材钢管时落到辅助活动棚内,还需要进一步改进。
在实现了人机分离后,操作灵活性还有问题。 有效的喷砂操作时间比原来增加45 - 60S,主要是辅助活动棚、活动喷砂房移动调整的时间,方形孔封闭机构动作时间和喷嘴机构的控制灵活程度不够所产生的。但是,如果算上以前人工清扫回收的时间, 工作效益仍比以前有很大的提高。
另外,系统增加了机构,维护保养的工作量也会相应的增加。
在实施后现场跟踪发现,每批进行喷砂的基材管数量应根据管径的不同进行标准化操作,即每批管的截面积应保持相差不远。如果截面积相差较大就会出现基材与喷砂房产生干涉或前端封闭效果不好的情况。
喷砂工艺 篇2
近年来, 针对青海油田储层普遍具有岩性复杂、低孔低渗的特点, 在试油工艺技术的探索中采取了针对性很强的技术措施, 如普遍采用压裂酸化等措施试油、多工序联作等工艺技术逐步得到应用。水力喷砂射孔压裂联作技术是目前正在应用的一项技术, 它是可实现射孔、压裂及排液联合作业的新型工艺技术, 既可用于水平井多段压裂改造, 也可用于直井单段或多段压裂改造。将之应用于低渗透储层的试油必将有效缩短试油周期, 降低油气层的污染, 更有利于油气层的发现。
2 水力喷砂射孔压裂技术原理
该项技术的原理是用地面压裂车组将混有一定浓度石英砂或陶粒的携砂液通过施工管柱泵送至目的井深, 经喷射工具的喷嘴, 产生高速射流, 射穿套管和近井地层, 形成一定直径和深度的射孔孔眼, 然后实施压裂或酸化, 并能实现措施液的及时返排。该项技术的优点是:施工时只需下一次管柱, 直接喷砂完成射孔酸化压裂作业, 并能在不动管柱的情况下实现措施液的返排, 从而可以有效缩短试油周期;喷射时无震动, 不会损坏套管和水泥环;具有水力封隔作用, 不需要机械封隔措施;与常规射孔相比, 水力喷砂射孔技术克服了射孔弹的压实作用, 减少了对储层的污染和伤害。现场应用表明, 对于直井, 除具有传统压裂的作用之外, 可在近井地带产生高导流缝穴, 有利于增产和稳产。
该技术可应用于厚度1.0-2.0m的较薄储层;对于低渗透致密油藏的储层, 可以有效降低近井地带的渗流阻力;通过喷砂射孔可有效降低地层破裂压力, 具有预处理作用;适用于井深5000m以内。
喷砂射孔可以形成孔眼达20mm, 地层孔道直径达100-160mm, 深度达0.8m以上, 有一定的压裂效应和造缝功能, 能有效提高地层渗流面积;选用一定粒径的优质石英砂或陶粒作为磨料, 施工时控制好含砂比, 从而达到最佳喷射效果;选用的携砂液要具有良好携砂性、低磨阻、低滤失, 清洁不污染环境。
综上所述, 该项技术由于可以实现射孔-压裂-排液三项工序的联作, 能很好满足低渗透储层试油。
3 应用实例
南浅6-6井属于南翼山油田N21储层, 储层厚度1-2m (表1) , 岩性为浅灰色荧光泥灰岩, 储层孔隙度10%左右, 渗透率1.53mD, 属于低孔低渗储层。水力喷砂射孔压裂排液技术首先在该油田应用成功, 为该项技术的推广应用具有积极的意义。
施工简况:将水力喷射压裂管柱联作下至井深2152.15m, 管柱结构:Ф95m m单流阀+Ф73m m外加厚油管+Ф100m m水力喷射器+Ф73m m外加厚油管×9.66m+Ф114m m水力锚+Ф73m m外加厚油管×9.65m+Ф73m m校短+Ф73m m外加厚油管。经校深、调整至井深井深2155.93m, 水力喷射器位于井深2145.70-2146.00m。然后用压裂车组泵入喷砂液87.50m3, 加砂6.90m3, 平均砂比7.8%, 顶替基液9.62 m3, 施工泵压0.19-37.13M P a, 套压0.02-33.70M P a, 施工排量0.32-2.13m3/m i n。随即顺利实施酸压, 施工泵压1.39-33.69MPa, 套压0.01-31.30 MPa, 施工排量0.16-0.71m3/min, 经过抽汲排液求产, 达到了设计要求的目的。
该项技术在该井的应用成功, 与以下技术措施分不开, 即施工时采用低浓度清洁压裂液作为喷射工作液, 以减少措施液对储层及孔眼的伤害;喷射砂用0.45-0.9mm兰州石英砂, 平均砂比7.8%, 砂比控制在8%以内, 达到了较好的喷射效果;水力喷砂射孔后采用土酸清洗喷射炮眼, 有利于裂缝的延伸和减少污染。
近年, 水力喷砂压裂技术逐步的青海油田的其它油藏逐步得到应用, 并达到了较好的工艺技术实践目的, 尤其对加快试油速度, 对加深油气层的认识提供了有力的技术手段。
4 结束语
水力喷砂压裂技术在青海油田的应用尚处于起步阶段, 如应用井深2000m左右, 仅进行了单一层段喷砂射孔压裂等等, 需要进一步在设备、工具、材料、技术措施及效果评价等方面做大量的实践研究工作, 从而逐步形成成熟的工艺技术, 拓宽应用渠道, 对低渗透油田的勘探开发具有积极的意义。
参考文献
[1]田守嶒，李根生等;水力喷射压裂机理与技术研究进展[J];石油钻采工艺;2008年;
[2]李宪文赵文轸, 水力射孔射流压裂工艺在长庆油田的应用, 石油钻采工艺, 2008年;
降低喷砂系统故障率 篇3
喷砂工序是管材内涂层作业的首道工序, 是将磨料在压缩空气驱动下, 通过喷砂头沿一定角度喷射到管材内表面, 将浮锈、氧化皮等清理干净并获得一定的粗糙度, 使涂层的附着力更好。喷砂系统的故障率一直居高不下, 影响了内涂层生产线的作业效率, 因此如何有效降低喷砂系统故障率, 是保障管材内涂层生产线长期高效作业的重要课题。
二、喷砂系统故障原因及分析
经调查分析, 2013年7~12月喷砂故障率达6.5%, 对故障的具体情况进行分类统计, 得出各种故障类型所占总故障时长的比例, 见表1。然后依据表1中数据绘制排列图, 见图1。从图1中可以直观看出机械故障的时长占比69.7%, 是主要问题。
主要问题确认后, 经过大量调查分析并绘制树图, 见图2。由图2可看出, 造成机械故障的末端因素共8个, 包括岗位人员调动频繁、磨料含大颗粒杂物、喷砂头内部通道不畅、胶管易损坏、吹扫管易损坏、喷砂机超过使用年限、喷砂岗位检修次数不够以及备件质量不达标。
对8个末端因素分别进行确认。喷砂岗位9名员工在岗时间均超过3年, 工作经验丰富。加砂口和振动筛部位, 均设有8目不锈钢筛网, 防止大于8目的物体进入磨料系统。然后又从喷砂机内、加砂口和振动筛部位多次抽取磨料进行检测, 结果显示均不含大于8目的物体, 符合作业标准。
现场查看喷砂头, 并查阅喷砂头图纸, 发现喷嘴的末端占据了部分内部通道, 影响磨料的流动性, 导致频繁发生堵塞故障。对5月1~9日喷砂头堵塞故障情况进行了跟踪统计, 见表2。
按使用要求, 胶管平均使用寿命≥360 h, 查阅2013年6~12月《喷砂工作记录》, 对12个工位的工作时长、胶管更换次数, 统计出各工位胶管的平均使用寿命为408~519 h, 符合标准。
按设计要求, 吹扫管平均使用寿命≥240 h, 经查阅2013年的《喷砂工作记录》和《供应部采购记录》, 对12个工位的工作时长、吹扫管的更换次数统计出各工位吹扫管的平均使用寿命为165~208 h, 不符合标准, 具体见图3。
查阅喷砂机的设计使用说明书, 确认喷砂机还在使用年限内, 符合使用标准。公司制定的《设备操作规程》要求喷砂岗位每月检修次数≥2次, 查阅2013年的《设备检修及验收单》, 喷砂岗位每月检修次数为2~4次, 符合标准。对喷砂岗位29种备件的尺寸、材料及硬度等, 进行抽样调查, 各项检测指标均符合设计要求。由以上分析得出:喷砂头内部通道不畅、吹扫管易损坏。
三、改进措施
(1) 将喷嘴端部倒角处理, 使喷砂头内部通道圆滑过渡。喷砂头工作原理见图4。喷砂头改进前后对比见图5。
(2) 在吹扫管的一端镶嵌碳化硼管。吹扫管的材料为45#钢, 工作原理 (图6) :A处进入压缩空气, B处进入磨料, 磨料在压缩空气的带动下在C处通过。所以从B到C这段距离极易损坏, 在此部位镶嵌一端碳化硼管 (图7) , 其优良的耐磨性可有效延长吹扫管的使用寿命。
四、改进效果
EMS喷砂机结构原理与维修 篇4
该机型结构可以分为3个独立的部分, 如图1所示。
1 电源
由变压、整流、稳压等环节组成, 其作用是为电磁阀和水加热电路供电。
2 水路
由水源供给的水经水流量调节阀进入“水气控制阀”体, 当脚踏将“控制气”加到这个阀体时, 该阀体水路接通, 将水流入水加热器, 加热后送到手柄 (洁牙喷头) 。
3 气路部分
由气源供给的压缩空气进入气水分离作用的空气过滤器3, 经过电磁阀后分成3路:
(1) 进入脚踏为水气控制阀提供动力气源, 以控制水和喷砂控制阀状态 (水气控制阀在脚踏踩下前的状态为:水路呈闭合状态, 气路呈开通状态;脚踏踩下后相反) 。
(2) 通过气流量调节阀进入气水分离作用的空气过滤器1, 再进入空气过滤器2后进入贮砂罐使砂颗粒产生悬浮状态。此时, 如果脚踏踩下水气控制阀工作, 使喷砂控制阀的动力气体消失, 手柄中有砂粒和水喷出, 实现抛光洁治操作。
4 各部件工作状态描述
(1) 电磁阀在电源接通后立即开始工作, 将压缩空气分别送至脚踏, 气流量调节阀和水气控制阀体及喷砂控制阀, 此时, 喷砂控制阀处于关闭状态, 手柄无砂喷出。
(2) 水气控制阀体是一个由压缩气体控制的两组气控开关结构, 这样的结构在牙科设备中常见, 工作状态有其特点。仅当脚踏踩下时此阀体才使水打开和气路关闭, 即:水路由关→开, 气路由开→关。
(3) 喷砂控制阀是在水气控制阀打开后才打开, 从而使洁牙手柄有砂喷出。
5 故障维修
5.1 故障一
(1) 故障现象:无砂喷出。
(2) 原因分析: (1) 没有气源; (2) 管路堵塞; (3) 手柄砂路堵塞; (4) 脚踏故障; (5) 水气控制阀体故障; (6) 储砂罐的出砂孔堵塞。
(3) 排除方法: (1) 检查关闭电源, 观察储砂罐是否有冲击气流出现, 如没有则检查气源, 如有则应首先考虑手柄砂路堵塞。方法是:拆下手柄, 用牙科综合治疗机三用枪的气流冲击手柄管路, 也可垂直振动手柄将结块的砂粒振出, 如仍然不能排除故障, 可以用细钢丝小心地疏通手柄管路, 一般可以解决手柄问题。如手柄完好, 则检查手柄管路是否堵塞, 此部分发生堵塞的频率很高。砂粒黏结较轻的可以用垂直振动的方法将结块的砂粒振出。如堵塞比较严重, 则可以把管平放在平整的桌案上, 用可以滚动的物体在管路上滚压, 然后垂直倒出砂粒, 反复操作直到管路通畅为止。在一些情况下, 储砂罐的出砂孔也可能发生堵塞, 需拆下用钢丝通开。 (2) 当脚踏或水气控制阀体出现故障时, 由于喷砂控制阀无法打开, 会造成无砂故障, 可以根据具体情况对脚踏或水气控制阀体进行相应维修来排除故障。
5.2 故障二
(1) 故障现象:无水喷出。
(2) 原因分析: (1) 没有水源; (2) 水流量调节阀关闭或堵塞; (3) 水气控制阀体故障; (4) 水加热装置堵塞故障。
(3) 排除方法: (1) 没有水源, 查找水源并连接好供水管路; (2) 水流量调节阀关闭或堵塞, 打开水流量调节阀, 如水流量调节阀发生堵塞则可以拆开维修; (3) 水气控制阀体故障, 对水气控制阀体进行维修。
5.3 故障三
(1) 故障现象:不踩脚踏时也出气。
(2) 原因分析:喷砂控制阀体本身故障。
(3) 排除方法:拆开喷砂控制阀, 检查推力弹簧的弹性及状态。如推力弹簧的弹性不足则更换推力弹簧。
喷砂工艺 篇5
关键词：连续油管,喷砂射孔技术,压裂,井下工具
引言
连续油管技术的应用于90年代初开始, 现阶段仍旧处于开发和研究的初级发展阶段。作为一项正处于石油天然气勘测开发蓬勃发展中的技术, 已经在全球范围内应用于钻井、修井、洗井、氮气举升和增产等许多领域。近年来, 随着连续油管技术的进一步发展, 大管径连续油管车的引进, 大大增加了连续油管喷砂射孔压裂技术的可行性。连续油管喷砂射孔压裂技术是应用水利喷砂射孔、水力压裂以及水力隔离等多种工艺于一体的综合型技术, 较之常规的水力压裂技术, 连续油管喷砂射孔技术可以更加准确的造缝、简化井下作业程序、无需机械封隔、降低作业风险等, 适用于薄层、多产层的直井逐层压裂改造。低渗透油田作为我国石油产业稳定发展的重要资源, 连续油管喷砂射孔技术对其具有非常重要的意义。
1 水力喷射原理
水利喷砂射孔技术的发展方向是集水利喷砂射孔技术和水力喷射压裂技术于一体的水力喷射压裂技术, 它的水动力学的基本原理是, 在进行水利喷砂射孔之后, 通过两套泵压系统分别向连续油管和同时环空泵入压裂流体完成的喷射压裂技术。
水利喷砂射孔技术是通过地面上的压裂车将有一定浓度的混合磨料经过液体加压, 通过油管泵送到井下, 经过加压后的混合磨料液体通过喷射工具的喷嘴, 将其拥有的高压势能转换为动能, 形成高速射流, 磨料液体通过这种方式做功射穿套管和进井的地层, 从而打出一定深度和直径的孔眼。水利喷砂射孔比较常规的聚能炮弹射孔, 它没有形成压实带污染, 能够减轻近井简地带的应力集中, 能够相应的提高近井简地带的渗透率, 穿透近井简污染带, 伴随着泄油面积的增大, 有助于降低生产中的压降, 增大渗流速度, 相应的提高了未污染地层流向井简中的量度, 从而提高整个油井的产量。
水利喷砂射孔完成之后, 由于高速混合流体的冲击作用, 使射孔孔道的顶端产生了许多的微裂缝, 这些微裂缝降低了地层起裂的压力。射流的继续作用会使喷射管道中增压, 同时向环空压力的叠加超过破裂压力后将地层压迫。环空流体在经过高速射流后进入射孔通道和裂缝中, 使得那些微裂缝能够充分的扩展, 裂缝形成后, 高速流体继续喷射进入裂缝和孔道中, 每一个射孔通道就形成了一个“射流泵”。在射流出口的附近, 流体的压力最低, 速度最高, 并且不会流向其他地方, 环空流体则在这种压差作用下被吸入到地层, 用来维持裂缝的继续延伸。只要整个系统中的连续油管和喷射工具不受到损害, 就可以实现不用封隔器实现上下分隔, 还可以快速多次重复作业, 从而缩短作业的周期。
2 水力喷射压裂技术特点
水利喷砂射孔技术中的射孔压裂一体化, 能够非常精确的控制穿透裂缝的位置和方位, 并且不需要通过封隔器和桥塞等物理设备, 便可以实施非常有效的分段压裂。水利喷砂射孔技术的应用采用双流道作业方式, 这种工作方式的环空压力低, 能够在套管强度较低的场合下有效的工作, 这也就增强了套管的使用时间, 能够实现井底压裂液特性的瞬间调制, 例如泡沫特性、支撑剂浓度和化学浓度等, 双流道作业方式也可以灵活控制, 在同一口井内, 每段裂缝都可以进行定制大小的功能, 并且可以采用不同的方式压裂。
喷砂射孔技术的适应性广, 能够在裸眼水平井等多种井况中进行作业, 井底破裂压力低, 作业过程中的无效裂缝少, 并且采用分段作业的方式, 减小了作业的规模, 缩短了作业周期, 所以相应的降低了作业的成本。
3 喷砂射孔技术的适用条件
伴随着近年来油田开采难度的加大, 这就更加强调应用技术的有效性和经济性。
3.1 低渗透底层水平井作业:
低渗透油藏水平井的后续改造是水平井实施的主要难点, 这就要求使用能够准确放置裂缝, 有效的实施分段作业和射孔压裂一体的喷砂射孔技术。
3.2 老油田薄差油层开发:
为挖潜剩余油保持稳产, 井筒中分散的多个薄差层开采要求能精确定位, 适应大跨距分层作业的低成本的压裂技术。
3.3 老井增产改造的安全施工:
水利喷砂射孔压裂技术具有环空压力与井底压力低的特点, 可应用于套管与井筒剩余强度有限的老井增产改造, 确保井筒安全。
3.4 特殊完井方式对作业技术的要求:
裸眼完井、衬管完井、尾管完井等特殊完井方式, 使封隔器、桥塞等工具增大了作业难度以及成本, 所以本技术能够更好的适应这些特殊的完井方式。
3.5 低渗透未动用储量的经济开采:
一般需要压裂, 而且由于产能和产量有限要求压裂的成本更低, 所以低成本的压裂技术更加适合这种经济开采。
4 结束语
连续油管水力喷砂射孔技术是近年来刚刚发展起来的一种新型的压裂技术, 它借助了特殊的喷射压裂工具, 从而达到对地层任意位置都可以定点定位压裂改造的目的, 具有许多物理设备不具备的作业灵活性, 并能够缩短工作周期, 减小作业规模, 降低作业成本等有点, 并且适用于许多传统压裂方式不适合的作业条件, 是现阶段石油产业非常看好的一个新技术, 但该技术仍旧处于起步阶段, 所以它也有许多亟待解决的难题, 需要工作人员在不断的努力中进行改造。
参考文献
[1]王步娥, 舒晓晖.水力喷射射孔技术研究与应用[J].石油钻探技术, 2005, 33 (3) :51-54.
[2]赵彦整, 刘方玉.水力喷射射孔效果初探[J].测井技术, 2002, 26 (1) :86-88.
[3]胡风涛.水力喷射射孔工具的研制与应用[J].石油机械, 2000, 28 (10) :39-46.
[4]邓建新.新型陶瓷喷砂嘴的制备及其应用[J].工具技术, 2005, 39 (3) :31-33.
喷砂工艺 篇6
1 原理及特点
1.1 连续油管喷砂射孔分段压裂技术原理
连续油管喷砂射孔分段压裂技术是通过连续油管下喷砂工具定位后采用高速水流射开套管和地层并形成一定深度的喷孔, 流体动能转化为压能, 在喷孔附近产生水力裂缝, 实现压裂作业。
1.2 工艺流程
工艺流程为:
(1) 连续油管带机械式套管节箍定位器进行定位;
(2) 连续油管循环射孔液, 达到一定排量后加入石英砂射孔;
(3) 射开套管后, 进行反循环洗井, 此时平衡阀打开, 将射孔液和石英砂洗出井口;
(4) 进行该层主压裂施工;
(5) 施工后, 上提连续油管解封封隔器, 再次定位进入下一层后下放坐封封隔器, 开始进行第二层施工。
2 主要工具
工具结构包括连续油管接头或丢手部分 (发生特殊情况可进行丢手) , 扶正器、水力喷射工具、平衡阀/反循环接头 (进行反循环) 、封隔器、封隔器锚定装置、机械式节箍定位器。
3 现场应用情况及效果
3.1 合川001-70-X3井基本情况 (表1)
3.2 注入方式
喷砂射孔:Φ44.5 mm连续油管带喷射工具
加砂压裂:Φ4 4.5 m m连续油管Φ139.7mm套管环空注入
3.3 施工管串
Φ7 7.8 m m引鞋+Φ1 3 5 m m机械定位器下端+Φ1 0 0.0 m m机械定位器上段端+Φ117.0m m封隔器+Φ85 m m平衡阀+Φ94m m喷枪 (Φ5.5m m×3孔, 孔眼相位120º) +Φ117.0mm扶正器+Φ73.15mm变扣接头+Φ73.15mm液压丢手+NC16转2-3/8”PAC接头+Φ79.5mm连续油管接头
3.4 喷砂射孔参数
3.5 返排及测试效果
2 0 1 2年2月1 6～2月2 7日用油嘴控制连续自喷排液, 累计排液968.4m3, 余液42.75m3, 后期最高氯根含量117654mg/L;期间井口压力20.5↘5.2↗10.1↘3.0MPa, 放喷累计产气52000m3。28日8:00至29日16:00用油嘴6.0m m, 孔板10.0m m测试, 井口压力4.5↗5.3↘4.9↗5.1MPa, 期间产气33155m3, 产水30.0m3, 稳定20小时, 井口压力5.1MPa, 平均上压1.25MPa, 平均上温12.16℃, 日产气19598 m3, 日产水16.25m3。流压9.412MPa, 压力梯度0.331MPa/100m, 井温70.23℃。
4 结论和建议
(1) 通过连续油管的精确定位和定点喷砂射孔, 该工艺对于薄互层的多级分层压裂改造极具优势。
(2) 将连续油管起出井口后, 可实现多层直接测试投产, 且井筒清洁, 便于后期修井作业。
(3) 该技术可应用于“体积压裂”施工中。
(4) 建议加强连续油管多种压裂工艺的研究并实现设备的国产化。
参考文献
[1]钱斌, 等连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术的现场应用[J].天然气工业, 2011
箱体折叠式简易喷砂机的制作 篇7
1 器械和材料
￠25mm甲醛树脂棒料若干, 自凝树脂, 板边角料, 贺利氏印模材塑料包装桶和金刚砂塑料包装桶各1个, 工业气枪1个, ￠8mm耐压管若干, 外径7mm金属管若干, 6号注射器针头1个, LED (发光二极管) 手电筒1个, 4.5V电源适配器1个, 微型车床一台 (如无车床, 车件需外加工) , 摇臂钻, 木工修边机, 必要的量刃工具等。
2 制作技术要点
2 喷嘴总成的制作
2.1.1制作原理
普通干式喷砂机的喷砂原理可分为“压入式”和“吸入式”2种, 后者结构相对简单, 便于制作。“吸入式”喷砂机喷砂原理是利用压缩空气从气道喷嘴高速射出后造成局部真空, 带动喷嘴总成砂仓内的研磨砂粒与高压气流一同从总成喷嘴射出。据此, 即可按“吸入式”喷砂机原理, 根据材料来源, 设计制作不同形态、尺寸的喷嘴总成。
2.1.2取材与制作
采用甲醛树脂棒料、自凝树脂、6号注射器针头 (用于制作气道喷嘴) 、外径￠7mm金属管、外径￠8mm耐压管等通过车床车制、树脂粘结等工艺完成可更换喷嘴的喷嘴总成制作。
2.1.3总成喷嘴制作
总成喷嘴 (下面简称“喷嘴”) 是易磨损件, 可分别用自凝树脂和废旧合金2种材料制作, 以降低教学成本。
2.2 喷砂机箱体的改造———悬挂式折叠 (袋式) 箱体的设计与制作
2.2.1 设计思路
针对设备使用的集中性和阶段性特点, 为充分利用教学场地, 笔者将喷砂机设计为悬挂式折叠箱体, 以利于存放。
2.2.2 制作要点
箱体顶部用民用木质板材 (便于加工和与其他零件的连接固定) 制作;体壁和底部用厚塑料布 (或防雨布) 制作, 以达到折叠效果, 为操作时能使手臂得到一定支撑, 塑料布箱体壁的操作袖口处可用环形硬质材料 (可从废旧塑料玩具上拆卸) 做吊环;喷嘴对应的箱壁多加一层塑料布, 一旦磨损随时更换;将喷嘴总成和照明装置 (LED手电筒改装) 等固定于木质箱顶下部;箱顶后部需开一排尘窗, 以便与吸尘装置连接和箱体内的减压;箱顶后部安装挂钩, 可将喷砂机直接悬挂固定于墙壁上。
2.3 观察窗的改造与制作
2.3.1 设计思路
喷砂机观察窗玻璃有观察、保护和密封作用, 但在使用过程中易被砂粒磨损而影响视野, 故需经常更换。市售普通喷砂机观察窗多设计为单层厚玻璃, 如被磨损不易更换, 且成本较高。为此, 笔者将观察窗设计成双层薄玻璃 (厚3mm) , 外层密封固定起封闭作用, 内层可拆卸便于磨污后的更换。
2.3.2 制作要点
取2个不同口径带螺纹的广口废旧塑料包装桶 (如贺利氏印模材包装桶和金刚砂包装桶) 。将2个包装桶在桶颈处切断, 再将其桶盖按略小于玻璃板的尺寸分别开窗;在喷砂机箱体木质顶面适当位置开一与大号包装桶螺纹口外径一致的窗口, 然后用螺钉和自凝树脂将大号包装桶螺纹口下段与其固定;将外层玻璃板放入已开窗的大号包装桶盖内, 再将小号包装桶螺纹口下部压在玻璃板上, 用自凝树脂沿窗口外延将三者固定。内层玻璃是可卸的, 只需放在小号包装桶螺纹口与桶盖之间, 拧紧桶盖即可。
2.4 气动脚踏开关的制作
为降低成本, 可用廉价的普通工业气枪及硬石膏 (起固定、成型和配重作用) 改装。
3 结果与讨论