縮短作業現場清砂時間的探究與實踐

管海慶　 張凱　劉興山　白瑞義

修井作業工藝中使用沖砂、鉆塞、套銑較為普遍，我單位平均每年作業單工序70次。按照《作業質量管理規定》及《作業現場清潔生產管理規定》要求，沖砂、鉆塞、套銑完工后必須將循環池清理干凈。人工清理循環池子內沖出的大量石英砂、地層砂，耗時會非常大，勞動強度大，延長了修井作業占井周期，會給企業造成一定的經濟損失。與我們大力提倡的HSE管理是相違背的。為解決這一問題，我們以“縮短作業現場清砂時間”這一活動課題展開攻關。

一、確定活動目標

經過討論，我們決定通過技術攻關，縮短作業現場清砂時間，由活動前的67.6min減少至16min。

二、原因分析及要因驗證

（一）確定要因：針對作業現場清砂時間長的問題，我們進行了深入分析，集思廣益，找到了主要影響因素有五個。（1）人員因素 （2）技術條件 （3）池子因素 （4）環境因素 （5）無專用裝置

（二）要因驗證：

要因驗證一：人員的因素

我們發現，作業施工中，清砂操作人員精力不集中，環保意識差，如：清砂過程中油泥砂落地，施工班組因素可以通過專業培訓來提高和加強考核監督來解決，故這個原因屬于非要因。為了減少人為因素的影響，我們對本隊職工加強了理論知識和實踐操作的培訓，并對操作技能薄弱的職工進行了現場單獨傳授，保證了所有職工在操作過程中的標準統一，提高了職工的實際操作能力，故確定為非要因。

要因驗證二：技術條件

沖鉆套作業施工工序一直使用循環池進行作業施工，施工后先用泵車罐車倒水，再用拖拉機拉砂回收，現有條件決定故確定為非要因。

要因驗證三：池子因素

目前沖鉆套作業使用的循環沉砂池內有三塊擋砂隔板，兩根橫梁，造成收砂勞動強度大，耗時長，客觀存在，故確定為非要因。

要因驗證四：環境因素

由于泵車收水受限，在有油水的循環沉砂池內清理地層砂、石英砂等沖出物，要將砂子舉升至1.2米以上才能將砂子清入拖拉機，造成收砂勞動強度大，耗時長，這是現場客觀存在，故確定為非要因。

要因驗證五：無專用裝置

沒有專用配套裝置，循環池結構不合理，池子收水受限，造成池子內有水，操作人員站立不穩，容易滑跌，增大勞動強度帶來安全隱患，并且收砂時間長，我們把這一因素定為主要原因，是目前急需解決的問題。故確認為要因。

三、制定主要對策

目前，在我們單位，只能依靠人工在循環池內收砂施工，收水后再收砂，池子收水受限，造成池子內有水，操作人員站立不穩，容易滑跌，增大勞動強度帶來安全隱患，并且清砂耗時很長。為此，我們找到了耗時原因：收水后再收砂;在有橫梁、隔板，有油水的循環池內人工收砂難度大、勞動強度高，導致清砂耗時很長。

依據中國石油天然氣總公司勞資局石油工人技術等級培訓教材《井下作業工》第十四單元《井下安全生產基本知識》。我們設計了專用裝置。以清1t砂子為例，由重力計算公式可得：G=mg=10KN，W1=GH1=10KN×1m=10KJ，P1=W1/t1 ? 清砂克服砂子重力所做功的功率一定，要想節約清砂時間，由功率公式：P=W/t得出，人所做的功就得減少。

經討論認為，由于在有油水的池子內清砂操作耗時長，勞動強度大，存在安全隱患。要縮短清砂時間，降低勞動強度，必須要在循環池上面清砂。要想節約清砂時間就得減少清砂移動高度，所以砂子最好在12m3循環池子上面，由向上清砂改為水平清砂，由此專用回收裝置應在循環池子上方。

四、對策實施

1、明確收砂裝置工作原理（1）開泵循環，出口循環液經減壓筒進入沉砂池通過擋砂板上面的通孔流入12m3循環池內。（2）繼續下放管柱進行鉆進，循環出口開始出砂。（3）由于此裝置的擋砂和沉砂作用，隨著不斷鉆進，循環出的砂子就全部被沉至收砂池內，直至鉆進至要求深度。（4）停泵把沉砂池內的水放入12m3循環池內，打開收砂擋板后，進行清砂（12m3循環池無需倒水）。

2.方案設計及工具加工

在保證安全牢固、清砂操作簡單、安裝方便的前提下，我們設計繪制了收砂裝置理論圖。其中：該裝置（4.0m×1.8m×0.6m ）使用進液管①（?89mm）與旋流減壓筒②（直徑1m）組合;擋砂板③、出液孔④ （高0.5m，在0.42m處開9個?60 mm的）和出液口 ⑤ （?120mm，高0.2m的通管）、放液口⑥（?120mm）組合;沉砂池 ⑦（3.7m×1.8m×0.50m容積3.3m3）和收砂活門⑧（1.6m×0.55m）組合加工在12m3循環池上面。

3、現場實驗

該裝置加工成型后，于現場試驗。通過該收砂裝置，在鉆沖過程中可以起到在循環池外收砂的目的，而且容易分析沖出物（例如砂質、膠皮、石塊等）。實現了在循環池上面方便快捷清砂，操作方便、降低勞動強度，節約清砂時間。

五、主要效果

收砂專用裝置研制成功以后，在15口井試用，單次收水時間為0min，收砂時間為9.1min，清砂時間為9.1min。有效縮短了作業現場清砂時間。