[实用新型]砂岩地热井气举反循环冲砂洗井设备

说明书

本实用新型提供一种砂岩地热井气举反循环冲砂洗井设备包括双壁注气器、注气管柱、混气管柱、冲砂笔尖以及冲砂钻头，在冲砂过程中，空压机将储气罐内的气体压缩，形成压缩气体，压缩气体由高压管线通过进气管经内本体和外本体之间的空腔进入至注气管，再由注气管柱、混气管柱输送至混气器与冲砂液混合，产生气举作用，气举出的气、液、固三相液流由冲砂油管内上升进入双壁注气器内本体和下接头的水眼，经高压管线到达地面储液罐。气举反循环冲砂技术循环抽吸能力强，有利于井底或水层沉砂的泛起，并且冲砂液流能够携带较大颗粒砂垢，减少它重复破碎，从而提高冲砂效率。

技术领域

本实用新型属于地热井冲砂洗井技术，具体涉及一种砂岩地热井气举反循环冲砂洗井设备。

背景技术

地热资源作为一种可再生能源已纳入“十三五”新能源开发利用重要规划。如何更好的开发利用地热资源是国家能源产业布局的战略之一，如何有效从地下开采出我们所需要的地热资源是技术工作者研究的主要问题。

气举反循环冲砂洗井技术是砂岩地热井成井关键技术之一，砂岩地热井在完井后需要对开采层段(取水层位)进行循环清洗井筒与井壁，在砂岩地热井开采中，随着砂岩地热井开采时间的推移，地层能量下降，出砂越来越严重，砂粒随液流进入井底。其中一部分砂子沉积井内形成砂埋或砂堵，砂堵严重者井内的砂柱高度可达数百米以上，淹没含水层。增加水流阻力，轻则降低产量，重则使地热井停产，严重则造成地热井报废；另一部分砂子被水流携带上升出井筒，在上升过程中摩擦潜水泵。对此，随着疏松砂岩地热井开发的不断深入，粉细砂岩、高含水、特高含水以及地层出泥糊糊等地热井逐年增多，防砂难度越来越大。捞砂技术则费时费力，效果也不明显，目前恢复和维持出砂地热井生产的常用方法是水力冲砂。在常规冲砂过程中，由于冲砂液流压力大于水层压力或地层漏失，使大量的冲砂液漏入水层，甚至部分积砂重返水层，对水层造成损害，洗井作业无法实施。

砂岩地热井出砂现状：从砂岩地热井完井开始到开采运行过程中，每一步施工作业对地层都有影响，都有可能引起地层出砂，其中有些因素可以避免，有些则无法避免。因此，分析砂岩地热井出砂原因，掌握砂岩地热井出砂规律并适时采取有效的措施，控制砂岩地热井不出砂或砂面基本保持稳定，或者一旦沉砂严重，采用合适的除砂工艺技术，以减少冲砂、检泵及大修作业，是砂岩地热井开发过程中必须解决的一个至关重要的问题。地热井出砂是地热资源开采中遇到的重要不利因素之一，其危害主要表现在以下几个方面：

(1)砂岩地热井产量下降甚至停产

地热井出砂极易造成水层砂埋、滤水管砂堵，导致生产井停产，必需下入油管清除砂堵、冲洗砂埋水层、清理滤水管丝网环空。其工作量大，条件艰苦，既费时又耗资，问题还没有晟终解决。恢复生产不久，又必须重新作业，周而复始，生产周期越来越短，使地热井产量大减。有的地热井被迫在一定条件下采取控制生产的办法来抑制地层出砂，这势必要减少供暖面积。

(2)地面和井下设备磨损

由于砂岩地热井产出流体中含有地层砂，而地层砂的主要成分是石英(即二氧化硅)，硬度很高，是一种破坏性很强的磨蚀剂。砂子从地层产出后，一部分较小的颗粒随产出液一起进入地面设备流程，造成地面管线、换热站等设备磨损；还有一部分颗粒沉积在井底，造成潜水泵设备磨损，导致潜水泵效率降低、地热井停产，必须维修、更换设备，成本上升。

(3)套管损坏，地热井报废

水层出砂导致套管损坏主要有两个方面的原因：一是长期出砂对包网缠丝滤水管产生摩擦作用，使包网缠丝孔径变大，套管壁厚变薄，抗压强度降低，导致套管损坏；二是最严重的情况，随着地层出砂量的不断增加，生产套管外的地层空穴越来越大，到一定程度，往往会导致突发性地层坍塌，使地层与套管接触面的保护作用消弱，造成套管损坏，严重时可导致地热井报废。

(4)修井工作量增加

为保障出砂地热井正常生产，每隔一段时间就需要进行一次冲砂洗井或检泵作业，有时还需进行解卡打捞、修井等大修作业，造成地热井开采成本上升。