[发明专利]一种油管输送式捞砂工艺

说明书

所属技术领域：

本发明涉及一种清砂技术，属于煤层气技术领域。

背景技术：

因煤层气的排采，在井筒内常常会残留压裂砂，随着生产时间的延长，煤层会出砂和煤粉，严重时甚至会出现砂埋煤层或卡泵现象，需要进行冲砂或捞砂作业。钢丝绳输送式捞砂能够极大减轻工人的劳动强度，且节约大量管材(平均每口井500m)费用，但需多功能专用作业机配合才能完成，一次捞砂量也受限制，一次捞砂量在Φ140套管内最大为50m，若遇砂柱高度在50m以上时，需要多次捞砂作业。油管输送式捞砂不需要多功能专用作业机配合，一次捞砂量大，一次捞砂量在Φ140套管内最大为100m。

发明内容：

捞砂泵由砂泵和底阀组成，中间连接储砂油管。砂泵由泵筒、活塞杆、单流阀、活塞等组成，底阀部分包括捞砂笔尖、单流叶阀等。

捞砂泵下井时，由于泵筒及储砂油管的自重，活塞位于泵筒上部，工作时底阀接触砂面，底阀、储砂油管、砂泵泵筒的重量由砂面支撑。

上冲程：当作业机上提动力油管时，带动活塞杆和活塞上升，这时上部单流阀在液重和自重的作用下关闭，在单流阀以下形成低压区，单流叶阀打开，井液携带砂子进入储砂油管，储砂油管中砂子和井液上行，由于砂子比重比井液大，上行速度慢，实现砂粒和井液分离。当活塞杆到达捞砂泵筒最上部时，指重表的负荷表现为突然上升，上冲程结束。

下冲程：作业机下放动力油管，当底阀接触到砂面，捞砂泵及储砂油管停止下行，动力油管带动活塞杆和活塞下降，这时在上部单流阀以下形成高压区，单流阀打开，下部单流叶阀关闭，砂子不能回到套管中，而上面泵筒内的井液，经过上部单流阀和循环孔又回到油套环形空间。经过反复上提下放动力油管，将砂子吸入油管中。在负压捞砂工艺中要把砂子携带出去，携砂液体必须达到一定的速度，即临界速度。理论上，捞砂泵能否有效地工作，关键在于其产生的负压液流速度是否能达到临界冲砂速度。液流冲砂速度必须大于或等于最大砂粒在静止液体中自由沉降速度的2倍。砂粒在捞砂泵筒中的运动方式与流体携砂速度有关，当流体携砂速度小于、大于或等于砂粒自由沉降速度2倍时，砂粒分别呈现出沉降、上升或悬浮的运动状态，因而可将砂粒的2倍自由沉降速度作为流体携砂能力的临界点来考虑。

有益效果：

使用机械捞砂泵作业，可将井筒漏失井的砂柱捞至地面，最大限度地减少了无效作业井，既节约了冲砂所需的特车劳务和化学堵漏成本，减少油层和地面污染，又减轻了现场施工人员的劳动强度，实践证明，有着较好的应用前景。

具体实施方式：

针对煤层气井地层压力系数较低，渗透率较低，采用水力冲砂方式清砂效果不明显，地层存在漏失，冲砂时无法建立循环。近年来经过使用捞砂泵进行捞砂，现场应用效果比较明显，能够有效地清除井筒内的沉砂，延长煤层气井的检泵周期。

应用捞砂方法清砂，平均按1口井(30m砂柱)可减少水泥车1台次、水罐车3台次、卡车(拉池子)1台次、提前1天完工、减少损失2根油管丝扣。

由于地层压力低，水力冲砂时地层漏失冲砂液严重，这些漏入地层的冲砂液除对地层造成伤害外，还会减弱排水采气效果。排采时要先将这部分漏入的冲砂液量排出来，增加了煤层气井返排水时间，而且返排这部分水量会增加相关费用，后段处理这部分液量也会增加费用，主要包括泵输费，脱水费及污水处理费等。而应用捞砂法没有液体漏入地层，可缩短返排水期，相应增加产气量，也不会发生上述附加费用。

低压煤层气井用水力冲砂时，冲砂液将大量向地层漏失，此时被水冲击悬浮起的砂子就会随冲砂液一道向地层漏失，而被冲出到地面的砂子很少。生产时，这部分漏入地层的砂子又马上随产液反吐回井筒，轻者造成抽油泵卡泵，影响生产，重者会砂埋煤层，缩短气井生产周期。应用捞砂法可将井筒内的砂子彻底清除干净，延长气井生产周期。据统计，近年来山西煤层气井因砂卡、煤粉堵塞等因素检泵的井明显减少，煤层气井免修期明显延长，捞砂技术在煤层气井中具有很好的适应性。