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摘 要： 传统的油水井作业冲砂工序中由于油管漏失导致冲砂、验泵、后期作业工序返工率高，增加作业占产、作业费用、职工劳动强度。本文自主研制了导流验管冲砂器，满足验管的功能的同时不需要反洗井，又能满足大排量冲砂的要求，来解决现场冲砂验管工序存在的难题，从而达到提高作业时效的目的。
关键字： 冲砂；验管；导流验管冲砂器
【中图分类号】 TV551.1
【文献标识码】 B
【文章编号】 2236-1879（2017）10-0192-01
据统计，2010年1月-10月河口采油厂作业大队每年作业冲砂工序大约1350井次，由于油管漏失导致冲砂、验泵、后期作业工序返工的达到1.8%，有24井次，造成經济损失高达50万元左右。目前，冲砂验管工序一般采用冲砂管柱底部接中间球座投球验管的方式，泵车按标准正打压验油管，验管后倒管线反洗出钢球，再进行冲砂工序施工。通常情况下，验管工序在2个小时之内即可完成，但有时因为井漏等各种因素影响，不得不单独进行一趟下管验管工序，反洗不出球，现场不得不喷起油管，不但造成地面污染，还会消耗掉数个小时、甚至一天的时间。
井下管柱试压装置能满足管柱试压的要求，但是存在以下问题一是销钉剪断压力不稳定；二是销钉剪断后不能进行冲砂作业施工；三是一次打压不能排除油管是否被打爆裂；
因而，研制导流验管冲砂器既能满足验管的功能，同时不需要反洗井，又能满足大排量冲砂的要求，来解决现场冲砂验管工序存在的难题，从而达到提高作业时效的目的。
1 导流验管冲砂器的设计
1.1 设计思路。
借鉴滑套工作原理，我们设计一种专用滑套式球座，连接在冲砂管柱底部，井口打压直接将内套打掉，这样验管工序就仅有投球、试压两部分组成，滑套与本体之间的环空可以满足冲砂的需求，大大缩短验管工序时间。导流验管冲砂器，需达到以下几个技术要求：（1）能够在15MPa条件下稳压；（2）泵车打压18-20MPa可将内套球座打掉；（3）球座内套掉落后的過流面积大，不产生节流现象。
1.2 部件结构设计。
图1 滑套式球座示意图
结构：由外筒、滑动球座、销钉、钢球、密封圈组成。
（1）外筒：两端为φ73mm平管扣的异径短节，总长440mm；最大外径φ89mm，最小通径φ50mm，可使球座下行后仍留在外筒内；外壁上开三个均布的M10螺纹通孔；外套内开三个宽10mm、总长100mm的平键型过水槽，与螺纹通孔均布错开。
经计算，过水槽过水面积为2635.5mm，达到了φ73mm油管内通径的93%，基本无节流。
（2）滑动球座：外径φ60mm，内径φ38mm的小型球座，总长150mm；两端距离中心线55mm以外各开2个4×2mm密封圈槽；沿中心线加工7×4mm销钉槽。
（3）销钉：由公式1：τ=QA；公式2：Q=F3；公式3：F=PS=π4D2P；公式4：A=π4d2
可得：τ=PD26d2
经查表得铜销钉的抗剪强度τ≈216～294MPa，式中260MPa，设计销钉剪切压力18-20MPa，计算得出销钉的直径6.68mm-7.02mm之间，故选取销钉直径7mm。
1.3 工作原理。
下在管柱最底部，泵车打压后，因销钉作用，球座不滑动，在密封圈的作用下，达到稳压效果，当压力超到销钉的剪切强度后，销钉被剪断，压力推动球座下行至外筒最小通径处，停止下行，过流液体沿平键型过水槽进入油套环空。
2 现场试验
导流验管冲砂器设计加工成型后，在埕65-5井进行试验。
试验过程：下管底带导流验管冲砂器至设计深度，连接泵车反洗井一周后，倒管线投球正打压12MPa，稳压10min压力未降，继续打压至18MPa时泵压突降为零，继续打压冲砂施工，泵压3MPa，无明显节流显示，完全达到了设计要求。
导流验管冲砂器试验成功后，加工了5套，在作业大队内部推广应用50口井，满足了验管冲砂的要求，将二步工序合二为一，提高了作业时效。
3 效益分析
验管导流冲砂器在大队内部推广应用50口井，每道冲砂验管工序可以节约2小时，共节约100小时，4.4天，作业一天平均劳务收入1.2万元，创经济效益1.2×4.4=5.28万元；
节约泵车车组费用12.5个台班，每个台班水泥车2033元，罐车1188元，创经济效益﹙2033+1188﹚×12.5=4.03万元；
有5口井由于地层漏失导致验管洗不出球，避免了重复起下油管10道工序，每道工序平均0.8万元，创经济效益0.8×10=8万元；
加工一套验管导流冲砂器费用0.15万元，5套0.75万元；
经济效益合计：5.28+4.03+8-0.75=16.56万元。
4 结论
（1）导流验管冲砂器既能满足验管的功能，同时不需要反洗井，又能满足大排量冲砂的要求，来解决现场冲砂验管工序存在的难题，从而达到提高作业时效的目的。
（2）验管导流冲砂器可以在注灰、挤灰施工中应用，解决了多年来漏失井挤注灰验管的难题。
关键字： 冲砂；验管；导流验管冲砂器
【中图分类号】 TV551.1
【文献标识码】 B
【文章编号】 2236-1879（2017）10-0192-01
据统计，2010年1月-10月河口采油厂作业大队每年作业冲砂工序大约1350井次，由于油管漏失导致冲砂、验泵、后期作业工序返工的达到1.8%，有24井次，造成經济损失高达50万元左右。目前，冲砂验管工序一般采用冲砂管柱底部接中间球座投球验管的方式，泵车按标准正打压验油管，验管后倒管线反洗出钢球，再进行冲砂工序施工。通常情况下，验管工序在2个小时之内即可完成，但有时因为井漏等各种因素影响，不得不单独进行一趟下管验管工序，反洗不出球，现场不得不喷起油管，不但造成地面污染，还会消耗掉数个小时、甚至一天的时间。
井下管柱试压装置能满足管柱试压的要求，但是存在以下问题一是销钉剪断压力不稳定；二是销钉剪断后不能进行冲砂作业施工；三是一次打压不能排除油管是否被打爆裂；
因而，研制导流验管冲砂器既能满足验管的功能，同时不需要反洗井，又能满足大排量冲砂的要求，来解决现场冲砂验管工序存在的难题，从而达到提高作业时效的目的。
1 导流验管冲砂器的设计
1.1 设计思路。
借鉴滑套工作原理，我们设计一种专用滑套式球座，连接在冲砂管柱底部，井口打压直接将内套打掉，这样验管工序就仅有投球、试压两部分组成，滑套与本体之间的环空可以满足冲砂的需求，大大缩短验管工序时间。导流验管冲砂器，需达到以下几个技术要求：（1）能够在15MPa条件下稳压；（2）泵车打压18-20MPa可将内套球座打掉；（3）球座内套掉落后的過流面积大，不产生节流现象。
1.2 部件结构设计。
图1 滑套式球座示意图
结构：由外筒、滑动球座、销钉、钢球、密封圈组成。
（1）外筒：两端为φ73mm平管扣的异径短节，总长440mm；最大外径φ89mm，最小通径φ50mm，可使球座下行后仍留在外筒内；外壁上开三个均布的M10螺纹通孔；外套内开三个宽10mm、总长100mm的平键型过水槽，与螺纹通孔均布错开。
经计算，过水槽过水面积为2635.5mm，达到了φ73mm油管内通径的93%，基本无节流。
（2）滑动球座：外径φ60mm，内径φ38mm的小型球座，总长150mm；两端距离中心线55mm以外各开2个4×2mm密封圈槽；沿中心线加工7×4mm销钉槽。
（3）销钉：由公式1：τ=QA；公式2：Q=F3；公式3：F=PS=π4D2P；公式4：A=π4d2
可得：τ=PD26d2
经查表得铜销钉的抗剪强度τ≈216～294MPa，式中260MPa，设计销钉剪切压力18-20MPa，计算得出销钉的直径6.68mm-7.02mm之间，故选取销钉直径7mm。
1.3 工作原理。
下在管柱最底部，泵车打压后，因销钉作用，球座不滑动，在密封圈的作用下，达到稳压效果，当压力超到销钉的剪切强度后，销钉被剪断，压力推动球座下行至外筒最小通径处，停止下行，过流液体沿平键型过水槽进入油套环空。
2 现场试验
导流验管冲砂器设计加工成型后，在埕65-5井进行试验。
试验过程：下管底带导流验管冲砂器至设计深度，连接泵车反洗井一周后，倒管线投球正打压12MPa，稳压10min压力未降，继续打压至18MPa时泵压突降为零，继续打压冲砂施工，泵压3MPa，无明显节流显示，完全达到了设计要求。
导流验管冲砂器试验成功后，加工了5套，在作业大队内部推广应用50口井，满足了验管冲砂的要求，将二步工序合二为一，提高了作业时效。
3 效益分析
验管导流冲砂器在大队内部推广应用50口井，每道冲砂验管工序可以节约2小时，共节约100小时，4.4天，作业一天平均劳务收入1.2万元，创经济效益1.2×4.4=5.28万元；
节约泵车车组费用12.5个台班，每个台班水泥车2033元，罐车1188元，创经济效益﹙2033+1188﹚×12.5=4.03万元；
有5口井由于地层漏失导致验管洗不出球，避免了重复起下油管10道工序，每道工序平均0.8万元，创经济效益0.8×10=8万元；
加工一套验管导流冲砂器费用0.15万元，5套0.75万元；
经济效益合计：5.28+4.03+8-0.75=16.56万元。
4 结论
（1）导流验管冲砂器既能满足验管的功能，同时不需要反洗井，又能满足大排量冲砂的要求，来解决现场冲砂验管工序存在的难题，从而达到提高作业时效的目的。
（2）验管导流冲砂器可以在注灰、挤灰施工中应用，解决了多年来漏失井挤注灰验管的难题。