浅议水源井的故障及维修

【摘 要】从目前水源井的实际情况来看，最容易出现的问题是因为泥沙淤积、岩屑阻水而造成的出水量减少。本文结合笔者单位实际应用情况，阐述了利用柔性捞砂技术解决水源井出水能力问题的具体情况。

【关键词】水源井；故障；维修

随着水源井的使用时间的增加和完井质量的差异，井内积砂逐年增多，致使水层遭到积砂的掩埋，从而影响到水井的补给量不足，水井出砂严重，造成水泵烧坏，也使水井系统的使用寿命缩短。通过对本单位水源井进行调查与统计，由于部分水源井受到服役时间较长、水井分布的地理位置、水井完井质量的好坏以及开采量是否合理等因素影响造成积砂。

1、影响水源井出水原因分析

1．1岩屑阻水

由于水源井成孔孔径大，且泥浆泵排量不足，携岩不彻底，致使部分岩屑和泥皮成孔后仍残留孔内，下管后岩屑、泥皮阻止地下水透过过滤器进入井内；成孔后没有换浆立即下管，使得井底泥浆过稠，严重影响了水井的出水量。

1．2砾料不到位

因投放砾料中出现架桥现象，使得砾料部分或全部不能投放到过滤器部位，即：不能形成人工过滤层，出现涌砂现象，地下水中的粉细砂粒透过滤水器进入井内，淤积、沉淀，埋没部分滤水器，使水井开始水量大，随着使用水量越来越小。

2、目前常用的清砂方案

2.1水井清砂方案原理

2.1.1吹砂工作原理

吹砂时，压缩空气通过风管进入井内，靠气压把井内积砂与水搅混，经水管压出井外排出。此工艺适用于井深较浅水井，对深井不适用且工艺较为复杂操作难度大并可能对井结构造成较大危害。

2.1.2重力捞砂的工作原理

在重力的作用下，积砂从捞砂桶的底部进入捞砂捅，当提起捞砂桶，活门关闭，活门上部的积砂被捞出，如次反复将水井中的积砂捞出。此工艺结构简单但捞砂效率太低安全风险大，不适用于积砂较多井深较深的水井。

2.1.3水力冲抽砂原理

在潜水电泵出水管加装冲砂管，在冲砂管的前端装收缩式圆锥形管嘴，利用潜水电泵产生的水压把井内积沙与水充分搅混。在潜水电泵的作用下，将井内水砂混合液抽至地面外排。如此反复，将扬水管逐渐下深，将井内积砂清除到设计位深。此工艺捞砂效率高、操作简便，但受到进结构及液位影响局限很大，不适用于完井套管较小、井斜较大深井及静液位埋深较高水井。

2.2柔性捞砂技术的开发

结合笔者单位水源井多样性（井结构、井深、液位）的特性和多年的实践通过多次测算和试验设计了比较符合本单位水源井现状的两种柔性捞沙方式。即抽吸式柔性捞沙法和内、外式捞筒混合捞砂法。

2.2.1抽吸式柔性捞砂法

启动捞砂车，缓慢将储砂罐放入井内，储砂罐接触到砂面后，开始上提和下放钢丝绳，钢丝绳带动活塞泵将埋沙吸入储沙桶内进行捞砂作业。根据钢丝绳上提下放的距离判断储砂筒内的积砂是否满载。然后提出井口。此步骤重复进行，直到捞砂达到规定深度为止。此工艺效率高操作简便适用于不同井径、井深、液位的各种类型水井，但此工艺一次性投资较大且对积砂密度要求较高。

2.2.2 内、外式捞筒混合捞砂法

水管将带压的水冲入井底内砂面位置，使水的压力冲起埋沙，埋砂与水混合被冲起，进入设计的内捞砂筒，再经天窗进入外捞杯，在压力水冲洗过程整个管柱缓慢下降，达到设定值时提起捞筒清楚积砂，如此循环往复。含压砂水混合物作用力大部分经内捞杯向上作用减轻了对井结构的破坏。当沙面位置位于筛管附近时，降低泵压从而降低砂水混合物的翻起高度，使砂水混合物只能进入内捞杯，避免压力过高将砂粒冲入水层，破坏井结构。此工艺结构简单、操作简便、效率高适用于不同井径、井深、液位的各种类型水井，且经济性较强。

3、清沙方案适用性对比

根据以上清沙方式优缺点的比较可以看出，高压冲砂、重力捞砂、水力冲抽砂、抽吸式捞砂，从费用、工艺、操作等方面对比，对于本单位水井的清沙都有一定的局限性，推广性不强。相对其他清砂方式，水力内外捞桶式混合捞砂技术，从费用、工艺、操作等方面对比，对于水源井各个地区、水井深度、井筒直径清沙的方式比较选用内外捞桶混合捞砂较适合。

4、柔性捞砂技术在实际生产中的运用

运用柔性内外桶混合捞砂首先在北十六井区、彩南井区、W水源、石西井区，这4个地貌特征、井况结构等差异较大的片区对4口问题水井实施了捞砂作业，验证此捞砂技术的实用性和有效性。

2010年至2011年通过运用柔性内、外式捞砂筒混合捞沙技术对油区内各个片区埋沙严重12口老水井进行了清沙作业。其中包括北十六水源井排、水三井排、W水源井排、彩南水源井区、陆梁漠北水源井。这些水源井的井区地处环境各有不同分别在沙漠地区、荒漠地区。水井结构也有所不同，深度从190m至500m不等。井筒变径也有所不同,从Φ159mm至Φ273mm不等。运用柔性内、外式捞砂筒混合捞沙技术对这些不同结构的水源井的进行捞砂实践，结果证明此捞砂技术完全能够适应各种水井有效捞砂作业，效果显著。

5、应用效果及效益分析

2010至2011运用柔性内、外式捞砂筒混合捞砂技术共维修水井12井次，其中BS3、BS7、W4、水三C，4口水井，因为井筒封堵严重，经过此次捞砂后BS3、BS7正在进行配套设施的安装，近期将投入使用。W4、水三C已经恢复生产，这两口水井的恢复有效的满足了火烧山油田日益增长的供水需求。

6、总结

柔性内、外式捞砂筒混合捞砂技术和以往的捞砂技术效果对比，柔性内、外式捞砂筒混合捞砂技术，安装工艺简单，操作便利，施工周期短（平均为6天/每口），成本低，效率高，劳动强度小，适合水务公司各种不同井深，不受井径限制，洗井压力冲击力小能有效保障井况不受伤害。柔性内、外式捞砂筒混合捞砂技术具有广泛的实用性和推广性。完全可以得到广泛的应用。笔者单位现在所管辖水井为110余口，并且大多水源井服役时间都在20年至30年，60%水井都有不同程度的埋砂现象存在，利用合理的捞砂方法对老水井进行捞砂刻不容缓，运用此捞砂技术,利用较少资金提高老井产能这将为企业带来可观的经济效益和社会效应，为准东油田建设提供有力支持。