1、固井工艺流程
在油田施工作业中，为了加固井壁，保证继续钻进，封隔油、气和水层，保证勘探期间的分层试油及在整个开采中合理的油气生产，为此下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填好水泥的作业，称为固井作业。
固井工艺流程可简单的分为：下套管、注水泥、碰压、侯凝、测井进行固井质量检测和评价等五个步骤。其中下完套管之后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆液压系统顶替到管外环形空间设计位置的作业称之为注水泥。当上胶塞坐落在已坐于浮箍上的下胶塞上之后，地面压力将很快上升一定值(称为碰压)，该信号说明水泥浆已顶替到位，固井施工结束。
2、固井设备
为完成固井作业，通常需要多种专用设备联合作业进行。一般来讲，通常需要下灰车(用于运送干水泥)、罐车(用于储存和运输清水)、固井水泥车(用于向井内注入水泥浆)；技术套管和生产套管。固井作业时，还要根据实际情况在上述设备的基础上增加压风机车(用于向下灰车提供压缩空气，以提高下灰车的下灰速度)、供水车(向固井水泥车提供清水)、固井管汇车(用于多台固井水泥车的联合作业)、备用车(主要为固井水泥车，防止作业时设备出现故障，造成作业停止)，有时根据设备能力情况还要再增加混浆车(橇)或倍混
装置等专门用于混浆的设备。由上述可以看出，固井作业对设备的需求的种类是很多的。但向井内注入水泥浆的工作，则是完全依靠固井水泥车来进行。
3、固井车固井工作过程
3.1、非混浆作业固井水泥车混浆系统工作过程：
固井水泥车进行固井作业时，将下灰漏斗与混合器连接固定好，并连接相应的管线。下灰车通过管线将干水泥注入下灰漏斗，使下灰漏斗中充满干水泥。通过管线与齿轮水泵连接的混合器由于安装在下灰漏斗的下部，其中也由于重力作用也充满的干水泥。此时，向混合器输送带有一定压力的清水，由于混合器内部结构的作用使清水的流动面积突然减小，使清水的流速急剧加快。清水流速加快后，在混合器内部、清水射流的附近形成了负压，使清水带动干水泥向前运动。并通过清水流动和管道的作用下，使清水和干水泥迅速混合。高速运动的水在管道内形成了旋流，在螺旋运动向前运动的同时也对结块的干水泥有剪切作用，使结块不断变小甚至消失。混合后的水和干水泥形成了水泥浆，被输送到混浆槽内。与三缸柱塞泵吸入连接的吸入管线浸泡在混浆槽内，由于三缸柱塞泵的往复运动，在吸入口形成了负压，将混合好的泥浆吸入到三缸泵的液缸内，通过加压后向井内输送。
普通固井水泥车的混浆过程非常简单，完全由安装在车上的齿轮水泵系统来实现，混浆效果和处理干水泥能力也取决于齿轮水泵的工作能力。无法控制泥浆密度并且处理干水泥能力低。
3.2、混浆作业固井水泥车混浆系统工作过程：
该类设备通常将混浆系统在安装整机尾部，该系统由清水泵(该泵为离心泵，用来输送清水)、循环泵(该泵为离心泵，主要用来循环混浆罐中的液体)、增压泵(该泵为离心泵，主要用来将混浆罐中的液体加压后向三缸柱塞泵输送)、混浆罐(用于暂时存储水泥浆，并为水与干水泥的混合提供适当的空间，以使混合后的水泥浆密度均匀)、高能混合器(其上有三个外部接口，分别连接下灰车、清水泵、循环泵，主要完成压力水与干水泥混合的一次混浆和混浆罐内水泥浆的二次混浆)、搅拌器(用于搅拌混浆罐内的水泥浆)。
3.3、混浆作业固井水泥车混浆系统工作原理：
混浆系统的工作原理如下：灰罐的干水泥经过管线输送到高能混合器，清水泵在液压马达的驱动下，向高能混合器提供有一定压力的清水。清水进入高能混合器后，在高能混合器内部形成高速喷射的水流，并形成真空将干水泥吸入高能混合器，与流体混合形成一次混浆。混合后的泥浆在泥浆槽中经液压系统驱动的搅拌叶片进一步混合，由泥浆循环泵将混合后的泥浆经过加压再次输送到高能混合器，实现水泥浆的二次和多次混合。循环泥浆管线的旁路上装有U形密度计，它将水泥浆的真实密度反馈给计算机，并在计算机屏幕上显示。操作者通过液压机构调整下灰计量阀开口大小，让泥浆密度自动控制到设定密度。充分混合后达到要求的泥浆通过增压泵输送到三缸柱塞泵进行固井作业。混浆系统的动力来自各离心泵提供，由于有多个离心泵同时工作和野外施工的实际要求，采用液压进行驱动
4、固井水泥车简介
固井水泥车是由计算机进行自动控制的固井设备，它是一个集机械系统、自动控制系统和液压系统于一体的高性能的自动混浆灌浆设备。其装备的混配系统配备有轴流式混合器和自动密度控制系统，可根据需要精确地配制水泥浆，并具有重复循环二次混配功能，实现水泥浆密度的实时控制和调节。另外，工控机还能将作业过程中的施工参数自动记录保存，为固井施工和质量分析提供了一定的依据。固井水泥车只需一人在操作台上控制，即可完成固井作业。
固井水泥车主要部件包括：二类汽车底盘、柴油机、变速箱、三缸柱塞泵、齿轮水泵、水柜、高低压管汇等。
4.1、泥浆泵系统：
固井水泥车泵系统传动方式为：主柴油机将动力传至液力变速箱，液力变速箱变速后通过传动轴将动力传至三缸柱塞泵。
泥浆泵主要用于输送固井水泥浆、酸液等油田用液体。其结构主要由动力端和液力端两部分组成。动力端由安装在发动机上的叶片泵提供强制润滑；液力端则为气动润滑，由气体向油罐提供压力，使油液流向液力端。
两台柴油机通过支架固定在台板的前部，其配套装置有风扇、水箱、排气消声筒，仪表及空气压缩机等。液力变速箱安装在主柴油机后部，可在操作台上通过电控手柄对变速箱档位进行控制，使变速箱挂合不同的档位，并输出不同的转速和扭矩，以满足不同的工况。三缸柱塞泵安装在车台的中部，通过传动轴与变速箱连接。水柜安装固定在变速箱上部，可用于作业时的计量液体、配液等。高低压管汇与三缸柱塞泵相连，其上安装有相应的阀件、由壬、管卡等装置，满足工作液体的吸入和排出。操作台安装在水柜后部，安装有柴油机控制手柄及相关仪表、气压表、三缸柱塞泵润滑动力端压力表、液力变速箱控制按钮、液力变速箱油压表和油温表，同时还装有液力变速箱换档阀操作手柄和档位指示灯。
4.2、混浆系统：
混浆系统包括：清水泵(该泵为离心泵，主要用来输送清水)、循环泵(该泵为离心泵，主要用来循环混浆罐中的液体)、增压泵(该泵为离心泵，主要用来将混浆罐中的液体加压后向三缸柱塞泵输送)、混浆罐(用于暂时存储水泥浆，并为水与干水泥的混合提供适当的空间，以使混合后的水泥浆密度均匀)、高能混合器(其上有三个外部接口，分别连接下灰车、清水泵、循环泵，主要完成压力水与干水泥混合的一次混浆和混浆罐内水泥浆的二次混浆)、搅拌器(用于搅拌混浆罐内的水泥浆)、复合循环密度计、流量计、机械搅拌器、水箱。混浆系统在混合器里把气动输送的散灰与混合水混合然后排到混浆罐里，水泥浆经过搅拌器搅拌均匀后再被循环离心泵重复循环回混合器。在这个重复循环的回路里，水泥浆被密度计称重，这样就可以进行对散灰节流阀的调整以便校正密度至设计的密度值，然后水泥浆又重新排到
混浆罐里。这样，具有正确密度的水泥浆在泵送到井口之前就排送到泵的吸入端。
混浆系统的动力由各离心泵提供，生产厂家通常在安装主柴油机(驱动三缸柱塞泵)的同时，安装一台辅助柴油机驱动液压系统，为混浆系统提供动力(根据整机形式，有些车型以底盘柴油机作为动力)。混浆系统驱动路线：辅助(底盘)柴油机一液压泵一液压马达一离心泵一混浆系统。
4.3、液压系统：
液压系统的动力由安装在辅助发动机上的液压泵提供。自动混浆系统上设置的水流量控制阀、干灰计量阀、搅拌马达均为液压驱动，下灰阀的控制由计算机自动控制，以便实现水泥浆密度的随动控制。
4.4、气动系统：
气动系统的动力由底盘发动机提供0.7MPa左右的气源，通过控制阀控制各管汇及混浆系统的气动蝶阀。
5、国内固井水泥车生产厂家简介：
汽车泥在九十年代初，江汉石油管理局第四机械厂(简称江汉四机厂)在原石油部的支持下，引进美国“DS”公司的固井水泥车设计制造技术，开始在国内生产SNC35一16型固井水泥车。并首次在固井水泥车上安装了混浆系统，当时安装的是龙卷风混浆系统。在九十年代末期，江汉四机厂又引进TEM公司的技术，向市
场推出了采用带喷射搅拌装置的新式混浆系统，大大提高了固井水泥车和高密度水泥浆的混拌能力。其后在一段时间内，带混浆系统的固井水泥车，仅有江汉四机厂一家形成规模生产。其在技术方面处于国内领先地位。
2003年开始中油特种车辆有限公司开始引进国外技术并进行消化吸收，并于2006年开发完成了具有混浆功能的固井水泥车。
烟台杰瑞石油装备技术有限公司成立于2004年2月，是集高端石油装备的研发、生产、销售于一体的高新技术企业。主要为国内外油田提供固井、压裂、完井、防砂、混浆、天然气压缩输送等多种作业不同类型的大型油气田设备和配套的技术服务，生产自动混浆系统的固井水泥车，其技术支持主要来源于美国OFM泵业。
四机赛瓦石油钻采设备有限公司是江汉石油管理局和美国赛瓦集团公司共同投资组建的中美合资企业，位于中国中部长江之滨的历史文化名城荆州，是一家以一流技术、产品及服务质量而驰名业界的石油钻采设备研究和生产制造企业。公司成立于1992年，主要生产和销售油田高压三缸柱塞泵、五缸柱塞泵，计算机自动控制固井、压裂成套设备、油田井下工具、离合器和制动器。生产自动混浆系统固井水泥车，其泵系统和控制系统均为进口Serva 公司产品。
发布评论