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(tái)縣輪南鎮(zhèn)塔河油田治安消防中心,新疆輪臺(tái) 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(tái)縣輪南鎮(zhèn)塔河油田治安消防中心,新疆輪臺(tái) 841600)

近年來(lái),水力噴砂切割技術(shù)在國(guó)內(nèi)普遍被應(yīng)用及研究。文章基于這一背景,簡(jiǎn)單闡述了目前我國(guó)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(diǎn),并對(duì)井下作業(yè)中水力噴砂切割技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討,說(shuō)明了水力噴砂切割技術(shù)對(duì)井下作業(yè)的有著非常重要的意義,旨在推動(dòng)我國(guó)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(guó)在井下作業(yè)技術(shù)方面取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,對(duì)油氣田勘探開(kāi)采效率及速度有了明顯的提高,在對(duì)國(guó)外先進(jìn)井下作業(yè)技術(shù)引進(jìn)的同時(shí),我國(guó)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(guó)外技術(shù)存在一定的距離,卻也有著不錯(cuò)的成就。隨著目前我國(guó)經(jīng)和社會(huì)的不斷發(fā)展,就井下作業(yè)技術(shù)方面的要求也越來(lái)越高,所以,我們必須加快速度研究,對(duì)井下作業(yè)技術(shù)不斷的進(jìn)行創(chuàng)新,就目前井下作業(yè)復(fù)雜的情況下,提升我國(guó)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(yùn)用,從而推動(dòng)我國(guó)井下作業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。

通過(guò)對(duì)加壓水泵的作用使流砂體從一個(gè)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(duì)物質(zhì)進(jìn)行再分割被稱(chēng)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(diǎn)以及原理,而且從多個(gè)方面研究探討了水力噴砂切割技術(shù)對(duì)井下作業(yè)帶來(lái)的有效作用。

1 我國(guó)目前井下作業(yè)技術(shù)的現(xiàn)狀分析

我國(guó)井下作業(yè)技術(shù)的主要內(nèi)容有：管理技術(shù)、設(shè)計(jì)方案、工藝技術(shù)、機(jī)械設(shè)備等方面。隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,科技水平也日益提高,對(duì)勘測(cè)開(kāi)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(lái)越快,采用科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略目標(biāo),引進(jìn)新的技術(shù)設(shè)備,并不斷的進(jìn)行創(chuàng)新改革,促使我國(guó)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(mǎn)足了我國(guó)油氣田勘測(cè)開(kāi)發(fā)的新需求,就現(xiàn)在的情況來(lái)看,我國(guó)井下作業(yè)技術(shù)和國(guó)外相比還很有一點(diǎn)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(jī)械設(shè)備等方面因素。在設(shè)備方面,國(guó)外的井下作業(yè)應(yīng)用的設(shè)備自動(dòng)化程度非常高,設(shè)備配置的標(biāo)準(zhǔn)更好,而國(guó)內(nèi)在這一方面的技術(shù)還不成熟,就工具裝備方面來(lái)看,國(guó)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(méi)有先進(jìn)的一些輔助工具,而國(guó)外的技術(shù)早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化管理,能夠給勘測(cè)開(kāi)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(jìn)行全程的指導(dǎo)以及監(jiān)督。

2 水利噴砂切割技術(shù)特點(diǎn)和工作原理

利用高速混砂液體射流的切割作用來(lái)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(dòng)量、沖量定律和沙粒的切割作用。當(dāng)帶砂流體經(jīng)過(guò)噴嘴時(shí)候,液流的壓頭在噴嘴的作用下轉(zhuǎn)換為動(dòng)量,以高速射流射出并用最大的能量沖擊目標(biāo)物。這個(gè)時(shí)候動(dòng)量在瞬間被轉(zhuǎn)換成一種沖量,砂粒在強(qiáng)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(diǎn)包括：在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可以把連續(xù)補(bǔ)充的能量集中在幾個(gè)點(diǎn)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(dòng)的將切屑帶出來(lái),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(yùn)用于井下作業(yè),有著其他水力噴砂切割技術(shù)無(wú)法具有的優(yōu)勢(shì),水力噴砂切割技術(shù)是在常溫中進(jìn)行工作的,切割中幾乎不會(huì)產(chǎn)生灰塵、不會(huì)污染環(huán)境、噪音很低、振動(dòng)較小、沒(méi)有氣體產(chǎn)生、不會(huì)有任何污染氣體產(chǎn)生、而且加工的環(huán)境非常安全、對(duì)于防瓦斯、防反應(yīng)、防爆防火等特殊場(chǎng)所十分實(shí)用,因?yàn)樗娚扒懈罴夹g(shù)有意思一系列的優(yōu)點(diǎn),促使其成為煤礦井下危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)非常實(shí)用的先進(jìn)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(duì)封堵、污染井壁自動(dòng)處理

在平時(shí)的井下作業(yè)工作中,井壁封堵及污染的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)生,有時(shí)很難使用手工清理掉,而使用力噴砂技術(shù)對(duì)井壁的封堵或者污染井下處理非常方便,安全無(wú)污染、方便攜帶、無(wú)火花、振動(dòng)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(jìn)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(duì)地應(yīng)力測(cè)量方法,在測(cè)量的時(shí)候先要對(duì)一段裸露基巖開(kāi)始鉆孔,再把上下兩端密封好,對(duì)著孔注入液體并對(duì)其進(jìn)行加壓到孔壁破裂為止。這樣我們可以根據(jù)破裂時(shí)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(jìn)行水力壓裂工藝的過(guò)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(jiān)硬的,而且水滲透性很差、空隙較少。所以大修擠注水泥過(guò)程當(dāng)中,必須對(duì)擠注點(diǎn)進(jìn)行不斷加水。但是堅(jiān)硬的土質(zhì)對(duì)注水的過(guò)程會(huì)帶來(lái)很大的困難,而這個(gè)時(shí)候我們就可以對(duì)擠住點(diǎn)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(wú)火作業(yè)環(huán)境

井下作業(yè)有一定的特殊性,整個(gè)工作的過(guò)程對(duì)火的使用要求很?chē)?yán)格,通常情況下采用高溫以及火力操作會(huì)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(wú)氣體產(chǎn)生、無(wú)火花等特點(diǎn),能夠在射孔過(guò)程中運(yùn)用水泥噴砂射孔進(jìn)行作業(yè),這樣可以完全避免火患事故的產(chǎn)生。

3.5 自動(dòng)清除機(jī)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(diǎn)焊,有的因?yàn)楹荛L(zhǎng)時(shí)間雨水的不斷侵蝕,設(shè)備螺栓生銹,根本沒(méi)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(wú)法采用火力切割。但水力噴砂切割卻具有無(wú)火花、無(wú)煙的特點(diǎn),而且反應(yīng)溫度很低,有助于人工螺栓等機(jī)械部件拆卸工作的順利開(kāi)展。

4 結(jié)語(yǔ)

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(wú)法比擬的,切割刀具沒(méi)有耗損、更不會(huì)影響到切割材料性質(zhì)。它的這一系列獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),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(guò)程中,比如處理井壁污染、修理擠注水泥等一些復(fù)雜的問(wèn)題。對(duì)于這種安全可行的新技術(shù),我們應(yīng)該合理進(jìn)行利用,從而促進(jìn)我國(guó)井下作業(yè)工作的順利開(kāi)展。

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