高壓水射流技術(shù)在石油工程中的應(yīng)用

    時(shí)間:2015-02-06 11:35:05作者:LeeZhou來(lái)源:德高潔清潔設(shè)備分享到:QQ空間新浪微博騰訊微博人人網(wǎng)微信

    目前,高壓水射流技術(shù)在十幾年的發(fā)展中已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步,在石油工程開(kāi)采中的作用越來(lái)越明顯,逐漸受到了石油行業(yè)的高度重視,使得高壓水射流技術(shù)得到了快速的發(fā)展。但是,就目前我國(guó)高壓水射流技術(shù)水平而言,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平,再加之水射流設(shè)備的滯后,常常導(dǎo)致石油工程開(kāi)采工作無(wú)法順利開(kāi)展,這也是影響我國(guó)高壓水射流技術(shù)進(jìn)一步提升的主要原因之一。

    20世紀(jì)初,隨著噴射鉆井的出現(xiàn),不僅大大提高了石油工程的鉆井效率,還確保了鉆井的質(zhì)量,減少了人力投入和石油工程的建設(shè)成本。通過(guò)多年的實(shí)踐工作,技術(shù)人員發(fā)現(xiàn),噴射鉆井在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),如果將射流壓力逐漸調(diào)高的話(huà),就會(huì)加快鉆井的速度,而這一施工過(guò)程一般需要借助泥漿泵所實(shí)現(xiàn)。但是這勢(shì)必會(huì)對(duì)泥漿泵體積造成一定的影響,使得柴油機(jī)功率過(guò)大,運(yùn)輸起來(lái)十分不便,變相增加了石油工程設(shè)備費(fèi)用,還從一定程度上加大了燃料的浪費(fèi)。因此,這一問(wèn)題已經(jīng)成為鉆井行業(yè)共同關(guān)注的看問(wèn)題。由于射流鉆井是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作,受到很多條件因素的限制,我國(guó)對(duì)于鉆井射流并不全面,尚未形成相對(duì)完善的水射流技術(shù)體系。
     
    高壓旋轉(zhuǎn)水射流解堵在油井上的實(shí)際應(yīng)用

    在20世紀(jì)后期,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,越來(lái)越多先進(jìn)的高壓水射流技術(shù)被應(yīng)用于石油工程中,而自激振蕩脈沖射流作為當(dāng)時(shí)常見(jiàn)的新型水射流技術(shù),受到了石油行業(yè)的高度青睞,這種高壓水射流技術(shù)主要的工作原理是讓壓力能間斷地釋放,將連續(xù)射流轉(zhuǎn)變?yōu)閿嗬m(xù)性射流,形成一個(gè)渦環(huán)流,由于這種渦環(huán)流的壓力較低,常常會(huì)出現(xiàn)空化的現(xiàn)象,而其最大的特點(diǎn)就是能夠?qū)Ψ鬯榈膸r石表面進(jìn)行快速的清理,是一種非常實(shí)用的水射流技術(shù)。

    根據(jù)瞬態(tài)流理論和水聲學(xué)原理,當(dāng)流體通過(guò)各種類(lèi)型的諧振腔出口收縮斷面時(shí)產(chǎn)生壓力激動(dòng),這種壓力激動(dòng)反射回入口處與來(lái)流的壓力脈動(dòng)疊加形成駐波,當(dāng)激振頻率與射流本身的固有頻率匹配時(shí)產(chǎn)生共振,從而產(chǎn)生空化。
     
    樁西油田樁115-平1定向井旋轉(zhuǎn)射流解堵

    目前自激振蕩脈沖射流用于鉆井和采油生產(chǎn),開(kāi)發(fā)出若干有實(shí)用價(jià)值的新技術(shù),獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。如將自激振蕩脈沖射流用于鉆井,研制出的自激振蕩脈沖射流鉆頭,將平均機(jī)械鉆速提高了35%;將自激振蕩脈沖射流用于處理油井近井地層及解堵,首創(chuàng)自振旋轉(zhuǎn)射流處理近井地層及解堵新技術(shù)。由于射流作用于近井地層,同時(shí)對(duì)其產(chǎn)生低頻水力沖擊、高頻水力振蕩和超聲波3種物理效應(yīng),故能有效地解堵和處理地層。這項(xiàng)技術(shù)自1995年起先后在遼河、勝利、大慶等11個(gè)油田和地區(qū)的500多口井上應(yīng)用,平均油井單井增油20%~30%,注水井單井增注30%~130%;把自激振蕩脈沖射流用于油田注水,創(chuàng)制了自激波動(dòng)注水新技術(shù),它從源頭上預(yù)防在注水過(guò)程中形成的近井地帶堵塞,實(shí)現(xiàn)了邊注水邊解堵,達(dá)到了降低注水壓力、延長(zhǎng)修井周期和降低作業(yè)費(fèi)用的目的。

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