近几年来，我国小型打井机械的市场需求量呈不断上升的趋势，据相关部门统计，今年年初我过建材行业保持了较快的发展势头，主要原因是因为天气干旱所致，人民对建材和半自动垫块机、打井设备、等设备的需求一直居高不下，我们知道小型钻井机械主要用于开发地下水资源，包括生活用水、农业用水和工业用水，同时打井机械的工作，还要适用于水文地质勘探、建筑工程、桥梁基础打孔等方面。
目前打井机的结构形式有：牵引式、车载式、车载背机式。
常见的打井机主要的设备组成：柴油机、摩擦离合器、变速箱、分动箱、传动轴、泥浆泵、棋水泵、曟空泵、转盘、水龙头、卷扬机、液压系统、操纵机构、桅杆、钻具、车架等。
钻凿水井并完成下井管、洗井等作业的机械设备。包括动力设备和钻头、钻杆、岩心管、钻架等。一般分回转式转机、冲击式钻机和复合式转机3 大类。依靠钻具的回转运动破碎岩层而成孔。主要有大、小锅锥钻机，正、反循环转盘式钻机，液压动力头式钻机，潜孔振动回转式钻机等。简单的回转式钻机只有钻进装置，结构完善的回转式钻机则有钻进装置和循环洗井装置两部分组成。 转盘式水井钻机的钻具包括钻杆和钻头。
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A.常规洗井
作业区按实际情况编制洗井运行大表。排量不低于25m3/h，要求彻底清洗井筒，直至进出口水质一样，开注前投加防膨剂150公斤。
B.汽化水洗井
注清水的水井每年汽化水洗井1次，注污水井每半年汽化水洗井1次。
配合水泥车、压风车，加入2％KCL，排量先由小到大，达到并保持在20-25m3/h，要求彻底清洗井筒，直至进出口水质一样，开注前投加防膨剂150公斤。先用水泥车循环至井口返水后,再开压风机。（压风机排量大于10转/min，水泥车排量控制在200L/min，用水量不少于30 m3，水泥车低于压风车3MP。）洗至进出口水质一致为合格。洗井完毕，先停压风车，后停水泥车。
C.洗井方式
正洗：洗井液从油管进入井筒，从油、套管环形空间返回地面。特点：冲力大，有利于冲起井底积存的污物。但携砂能力差。
反洗：洗井液从油套管环形空间进入井筒，从油管返回场面。特点：携砂能力强。正注井：采用正洗---反洗---正洗。反注井：采用反洗---正洗---反洗
洗井时排量应由小到大，最大不得超过30方/小时；当进口、井下、出口三点水质分析一致时，便可认为洗井合格。洗井最短时间不得低于4小时。
D.注意事项
作好洗井前的准备工作;包括注水站的提压、控制泵压、排污池的加固、洗井水表的校正等。配水间倒好洗井流程;录取洗井前的油套压，然后平稳打开井口闸门，开洗井闸门洗井;洗井时控制好排量，排量应从小到大，再由大到小，缓慢提高和缓慢降低水量，直至洗干净为止。洗井排量一般要求最大为30方/小时;待水干净后，取水样化验机杂和含铁，达到标准（机杂≤1mg/L，含铁≤0.4mg/L）为合格;洗井结束后倒好配水间及井口流程，开始注水，录取洗井用水量，待注水平稳后，录取洗井后油套压;根据洗井前后油套压、水质及注水量分析本次洗井效果:放喷管线务必固定牢靠，以免甩动伤人。对地面注水管线扫线试压合格后，方可投注，以免误将地面注水管线中的杂物注入井筒地层。严禁带通井规冲砂或者洗井。平稳操作,做到“八防一禁止”。
2. 影响注水井洗井效果的主要原因
A.洗井前对井况发生的变化分析不到
位因分注井较多,注水时间长,层间差异大干扰严重,在洗井过程中由于流体不断的冲刷和压力不断的变化,使地层胶结性逐渐降低,认为不出砂的井实际上已经开始出砂,洗井时盲目采取微喷方法洗井可能引发地层出砂污染堵塞。
B.洗井安排不合理
安排洗井时没有充分考虑测、调、停等因素,使一口井短时间内反复洗井,造成地层压力反复变化,使注水井洗井后吸水能力逐渐下降不同注水井洗井其控制要求不同,现场洗井工
C.现场洗井控制不合理
作量大部分是班组操作完成,由于对情况缺乏必要的认识,洗井压力、时间、排量控制以及操作往往都千篇一律,缺少针对性,不能按井况要求洗井。
D.洗井压力、排量控制不合理
低压注水井洗井排量过大会造成洗井压力高于地层启动压力,洗井水大部分进入地层,返出水很少,无法携带出井筒内杂质,达不到洗井效果;高压注水井洗井排量过大,易使地层水返出,会造成地层出砂堵塞;洗井排量过小,只是将油管、井筒内沉积杂质冲出,达不到洗井效果。因此洗井时要依据不同地层采对不同排和压力控制洗井才能达到其效果
E.洗井时间控制不合适
洗井时间短,冲洗不干净、不彻底,会使油管内悬浮和杂质重新回到球座内,使球座坐不严造成水量漏失,也会影响测调遇阻和下次洗井不通。洗井时间过长,因洗井水量大、流速快,会引起地层激动出砂,甚至因管柱长时间震动造成封隔器胶皮收缩使封无效。
F.洗井操作过程不合理
操作人开关流程时不能按程序进行操作,易使压力波动,地层返吐出砂,造成污染及井下事故。
J.设备维修时,操作不合理
井口主管线设备时常会出现故障,维修时要停开井,操作不当会使地层水返出,造成近井地层污染堵塞。
3.洗井过程中常见问题的分析与解决办法
A.洗井不通
主要表现为洗井进出口均无水量,原因有两种:一是砂堵尾管和底筛管堵及球座;二是封隔器洗井活塞和洗井阀打不开。砂堵尾管和底筛及球座堵主要是日常管理操作不规范,开关闸门不平稳,停开井、放溢流不合理使地层激动出砂造成的堵塞使洗井不通。如遇上属情况可采取以下措施:先关注水闸门,迅速开油出阀门,将油管内压力放掉,同时打开套管洗井闸门,使油管堵塞段上下形成较大的压力差,不间断循环操作利用水的流动性、渗透性和油管内外压力差的传递将堵塞物质冲开。封隔器洗井阀及活塞大主要是压缩式封隔器,因砂及杂物堆积,堵塞洗井通道。可采取间断反注清洗其堆积物,再进行大压差洗井,如反复不能解决则进行作业检管。
B.洗井不返水
表现为洗井进口水量大,出口水量小或不返水。这种情况多发生于低压注水井及上部套漏井,主要是因为洗井进入地层及漏失段。应根据吸水指示曲线计算出最低启动压力,采取低压、大排量、长时间洗井,从而弥补进入地层及漏失段水量,使出口返出水直到进出口水质一致方可。如果地下亏空严重,存在大孔道现象洗井很难返水只有堵水调剖解决
C.洗井短路
主要有三种,油管挂密封圈刺漏,油管漏失,井口控制阀漏失。三种现象表现为洗井压力低,返出水迅速;返出水清澈,井口声音、震动明显。洗井短路除井口控制阀以外的现象都需作业检管。
4细化分类洗井操作,合理优化洗井方案,提高洗井有效率
A.注水井洗井原则
停注24小时以上时,进行洗井;注水井改变注水方式,进行洗井;吸水指数下降20%时,进行洗井;误注入大量不合格水;进行洗井;新(投)转注井投注前,进行洗井;修井作业完投注前,进行洗井;注入水质改性后需进行洗井;正常注水每90天洗井一次。
B.制定对症的洗井措施
首先,分析验证制定单井正常洗井压力及进出排量。其次,洗井前对比分析历次不同情况洗井的压力、排量、时间变化和洗井后的效果,结合目前注水现状,制定合理的洗井方案,采取不同洗井方式。另外,针对出砂现象,洗井要平稳操作,尽量避免压力波动。
正常井维护洗井方式:采用反洗原则,采取开始控制在20-25m3/h,喷量一般不大于5m3/h,如发生漏失,立即停止洗井,喷量超过5m3/h时,应控制出口水量,洗井用时2h。平衡阶段排量控制在30-35m3/h,使进出口排量达到一致,水质相同,稳定洗井时间3h。下降阶段排量控制在15m3/h,稳定洗井1小时。
出砂井洗井方式:采用正注反洗、反注正洗原则,对出砂井先关井降压,当压力降低到接近启动压力时洗井,排量控制在15m3/h,喷量不大于3m3/h,喷量超过3m3/h时,应加大排量使喷量控制在要求范围内,洗井用时2h。平衡阶段排量控制在30m3/h,使进出口排量达到一致,水质相同,稳定洗井时间2h。下降阶段排量控制在15m3/h,稳定洗井2小时。
有效监督洗井过程:洗井时采用洗井记录仪密切观察仪器显示的压力、水量变化,井口的声音变化,根据现场情况综合分析判断决定洗井的时间和排量。
5. 下步建议
洗井的方式和方法现场应根据具体井采取不同的方法,不能一成不变,不能刻意追求排量和压力,现场操作灵活机动。
洗井应做到分析到位、监督到位、操作到位,通过不断的分析总结,才能提高水井洗井维护工作质量。
建立每口井的启动压力、反吐量及水井的出砂台帐。
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A.常规洗井
作业区按实际情况编制洗井运行大表。排量不低于25m3/h，要求彻底清洗井筒，直至进出口水质一样，开注前投加防膨剂150公斤。
B.汽化水洗井
注清水的水井每年汽化水洗井1次，注污水井每半年汽化水洗井1次。
配合水泥车、压风车，加入2％KCL，排量先由小到大，达到并保持在20-25m3/h，要求彻底清洗井筒，直至进出口水质一样，开注前投加防膨剂150公斤。先用水泥车循环至井口返水后,再开压风机。（压风机排量大于10转/min，水泥车排量控制在200L/min，用水量不少于30 m3，水泥车低于压风车3MP。）洗至进出口水质一致为合格。洗井完毕，先停压风车，后停水泥车。
C.洗井方式
正洗：洗井液从油管进入井筒，从油、套管环形空间返回地面。特点：冲力大，有利于冲起井底积存的污物。但携砂能力差。
反洗：洗井液从油套管环形空间进入井筒，从油管返回场面。特点：携砂能力强。正注井：采用正洗---反洗---正洗。反注井：采用反洗---正洗---反洗
洗井时排量应由小到大，最大不得超过30方/小时；当进口、井下、出口三点水质分析一致时，便可认为洗井合格。洗井最短时间不得低于4小时。
D.注意事项
作好洗井前的准备工作;包括注水站的提压、控制泵压、排污池的加固、洗井水表的校正等。配水间倒好洗井流程;录取洗井前的油套压，然后平稳打开井口闸门，开洗井闸门洗井;洗井时控制好排量，排量应从小到大，再由大到小，缓慢提高和缓慢降低水量，直至洗干净为止。洗井排量一般要求最大为30方/小时;待水干净后，取水样化验机杂和含铁，达到标准（机杂≤1mg/L，含铁≤0.4mg/L）为合格;洗井结束后倒好配水间及井口流程，开始注水，录取洗井用水量，待注水平稳后，录取洗井后油套压;根据洗井前后油套压、水质及注水量分析本次洗井效果:放喷管线务必固定牢靠，以免甩动伤人。对地面注水管线扫线试压合格后，方可投注，以免误将地面注水管线中的杂物注入井筒地层。严禁带通井规冲砂或者洗井。平稳操作,做到“八防一禁止”。
2. 影响注水井洗井效果的主要原因
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位因分注井较多,注水时间长,层间差异大干扰严重,在洗井过程中由于流体不断的冲刷和压力不断的变化,使地层胶结性逐渐降低,认为不出砂的井实际上已经开始出砂,洗井时盲目采取微喷方法洗井可能引发地层出砂污染堵塞。
B.洗井安排不合理
安排洗井时没有充分考虑测、调、停等因素,使一口井短时间内反复洗井,造成地层压力反复变化,使注水井洗井后吸水能力逐渐下降不同注水井洗井其控制要求不同,现场洗井工
C.现场洗井控制不合理
作量大部分是班组操作完成,由于对情况缺乏必要的认识,洗井压力、时间、排量控制以及操作往往都千篇一律,缺少针对性,不能按井况要求洗井。
D.洗井压力、排量控制不合理
低压注水井洗井排量过大会造成洗井压力高于地层启动压力,洗井水大部分进入地层,返出水很少,无法携带出井筒内杂质,达不到洗井效果;高压注水井洗井排量过大,易使地层水返出,会造成地层出砂堵塞;洗井排量过小,只是将油管、井筒内沉积杂质冲出,达不到洗井效果。因此洗井时要依据不同地层采对不同排和压力控制洗井才能达到其效果
E.洗井时间控制不合适
洗井时间短,冲洗不干净、不彻底,会使油管内悬浮和杂质重新回到球座内,使球座坐不严造成水量漏失,也会影响测调遇阻和下次洗井不通。洗井时间过长,因洗井水量大、流速快,会引起地层激动出砂,甚至因管柱长时间震动造成封隔器胶皮收缩使封无效。
F.洗井操作过程不合理
操作人开关流程时不能按程序进行操作,易使压力波动,地层返吐出砂,造成污染及井下事故。
J.设备维修时,操作不合理
井口主管线设备时常会出现故障,维修时要停开井,操作不当会使地层水返出,造成近井地层污染堵塞。
3.洗井过程中常见问题的分析与解决办法
A.洗井不通
主要表现为洗井进出口均无水量,原因有两种:一是砂堵尾管和底筛管堵及球座;二是封隔器洗井活塞和洗井阀打不开。砂堵尾管和底筛及球座堵主要是日常管理操作不规范,开关闸门不平稳,停开井、放溢流不合理使地层激动出砂造成的堵塞使洗井不通。如遇上属情况可采取以下措施:先关注水闸门,迅速开油出阀门,将油管内压力放掉,同时打开套管洗井闸门,使油管堵塞段上下形成较大的压力差,不间断循环操作利用水的流动性、渗透性和油管内外压力差的传递将堵塞物质冲开。封隔器洗井阀及活塞大主要是压缩式封隔器,因砂及杂物堆积,堵塞洗井通道。可采取间断反注清洗其堆积物,再进行大压差洗井,如反复不能解决则进行作业检管。
B.洗井不返水
表现为洗井进口水量大,出口水量小或不返水。这种情况多发生于低压注水井及上部套漏井,主要是因为洗井进入地层及漏失段。应根据吸水指示曲线计算出最低启动压力,采取低压、大排量、长时间洗井,从而弥补进入地层及漏失段水量,使出口返出水直到进出口水质一致方可。如果地下亏空严重,存在大孔道现象洗井很难返水只有堵水调剖解决
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B.制定对症的洗井措施
首先,分析验证制定单井正常洗井压力及进出排量。其次,洗井前对比分析历次不同情况洗井的压力、排量、时间变化和洗井后的效果,结合目前注水现状,制定合理的洗井方案,采取不同洗井方式。另外,针对出砂现象,洗井要平稳操作,尽量避免压力波动。
正常井维护洗井方式:采用反洗原则,采取开始控制在20-25m3/h,喷量一般不大于5m3/h,如发生漏失,立即停止洗井,喷量超过5m3/h时,应控制出口水量,洗井用时2h。平衡阶段排量控制在30-35m3/h,使进出口排量达到一致,水质相同,稳定洗井时间3h。下降阶段排量控制在15m3/h,稳定洗井1小时。
出砂井洗井方式:采用正注反洗、反注正洗原则,对出砂井先关井降压,当压力降低到接近启动压力时洗井,排量控制在15m3/h,喷量不大于3m3/h,喷量超过3m3/h时,应加大排量使喷量控制在要求范围内,洗井用时2h。平衡阶段排量控制在30m3/h,使进出口排量达到一致,水质相同,稳定洗井时间2h。下降阶段排量控制在15m3/h,稳定洗井2小时。
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