注灰攪拌器的研制與應用

王永忠，劉 赟，李志勇，韓建偉

（中原油田采油一廠,河南 濮陽 457001）

注灰攪拌器的研制與應用

王永忠，劉 赟，李志勇，韓建偉

（中原油田采油一廠,河南 濮陽 457001）

目前中原油田開發進入中后期階段，油、氣、水井損壞增多，增產增注措施量增多，擠注水泥工作量也相應增多，作業隊擠注水泥，一般使用灰漿量較少，無法應用大型的配灰設備，但在施工中基本上還是人工攪拌配制，施工人員多，勞動強度大，影響身體健康，配制時間長，材料浪費嚴重，施工質量不高。研制的注灰攪拌裝置，使灰漿配制由人工轉為自動，解決了人工配制灰漿的上述缺點。

注水泥；配制灰漿；自動；注灰攪拌器

1 引言

最近幾年來，中原油田的油、氣、水井在開發生產過程中，由于受地層應力變化、地層流體運移、施工措施等諸多因素的影響，造成油、氣、水井竄槽、套管破漏等，油氣產量逐日遞減，各種油、氣、水井的維護工作日漸增多，需擠水泥封固，恢復正常生產。另外油、氣、水井生產層位的調整，報廢井的封井等也需注水泥作業。但在作業施工中，目前作業隊擠注水泥，一般使用灰漿量較少，無法應用大型的配灰設備，仍運行著一種最傳統的注灰攪拌方式，就是用人力抱著高壓水流刺槍和鐵鍬拌灰（人工攪拌配制）。配灰漿時現場所有人員（最少6人）全部參加：兩人抱住水泥車管線在攪拌池內來回晃動利用水柱沖力沖散干水泥；兩人將水泥抬到攪拌池上的濾網上，將干水泥倒入攪拌池中；其余人員手拿工具在池內攪拌，勞動強度大。施工人員身上濺滿灰漿，大量水泥粉塵造成局部空氣的嚴重污染，影響施工人員的身體健康。

再有人工攪拌配制灰漿普遍存在用時長，一般在20min左右，占到水泥漿最短稠化時間的20％（按使用D級水泥漿初凝時間105min計算），給后續施工留用的時間只有50分鐘，時間比較倉促；但是在擠注水泥漿的施工中，時間性比較強。如注水泥塞施工，從灰漿開始配制到反洗井結束，不能超過水泥漿初凝時間的70％，若超過初凝時間的70％則有“灌香腸”或“插旗桿”的可能；若灰漿配制密度達不到設計要求或灰漿配制不均勻，密度上小下大密度不均勻，有大量灰漿沉淀，殘渣多灰漿質量差，打入施工井中易形成“馬蜂窩”現象；泵入的灰漿量不足，會影響水泥塞的質量或影響施工質量，降低施工一次合格率，還有可能發生質量工程事故。再者老式攪拌灰漿在某種程度上已經不適用目前施工的需要 ，但在施工中我們不得不攪拌灰漿。經過多次對注灰灰漿攪拌的觀察和分析，研制了新型的灰漿攪拌工具（注灰攪拌器）。

2 注灰攪拌器的研制

2.1 結構

注灰攪拌器是由攪拌器總成（∮62mm中心管、擋板、4個20mm*4mm噴嘴）和油壬頭連接而成（見結構圖），灰漿攪拌經過現場注灰試驗，成功克服了人工攪拌灰漿水流沖擊力大，給人體造成危害、污染嚴重，攪拌灰漿不均、結塊的難題，實現了高壓水力流攪拌灰漿均勻、不結塊，避免了對人體身體的危害，避免了人體在攪拌灰漿的時候存在的安全隱患的目的，加快了灰漿攪拌的速度和灰漿攪拌不留死角的實用工具，在現場施工中取得了較好的效果 ，得到了施工人員及技術人員的肯定和認可。其次：該工具結構精巧，加工容易，成本低；使用方便，設計符合安全要求。

2.2 工作原理

灰漿攪拌器是利用水力噴射噴出的高壓液射流沖擊擋板從而改變了由垂直沖擊改變成橫向射流，把壓能轉化為動能（即速度）高速流體液體方向和速度，擴大了灰漿的射流面積，高壓水流通過噴咀噴出的作用下，沖擊攪拌灰漿。能夠使灰漿均勻混和，這樣反復進行噴射渦流運動，從而達到混合目的。該工具結構簡單，操作方便，工作效率高。

注灰攪拌器結構圖

2.3 操作方法

用水龍帶將水泥車動力設備和灰漿攪拌器的由壬頭相連接，利用水泥車動力設備將液體由工作筒打入攪拌器中心管，高壓水流通過擋板改變了高壓水流的方向，由擋板上部的四個20mm*4mm的對稱均勻分布成一定側斜度的噴咀噴出，高壓水流通過噴咀噴出的作用下，沖擊攪拌灰漿。能夠使灰漿均勻混和，這樣反復進行擴散運動，從而達到將灰漿混合攪拌均勻的目的。

3 結論

灰漿拌灰器經多口井使用后，均起到較好的配灰效果，該裝置有如下特點：

（1）改善了勞動條件，減少了施工人員數量，降低了工人的勞動強度，減輕了身體損害。

（2）由人力轉為水動力，提高了施工自動化程度，施工工藝水平更先進。

（3）配制的水泥漿均勻、能效高，縮短施工時間，減少材料浪費，更能保證施工質量，提高了注水泥成功率。

[1]中國石油天然氣集團公司人事服務中心編.職業技能培訓教程與鑒定試題集—井下作業工（上、下冊）[S].北京：石油工業出版社,2004（05）.

王永忠（1968— ），男，江蘇宿遷人，中專，研究方向：作業施工和油氣藏的開發。