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開啟固定凡爾泄油技術(shù)研究與試驗(yàn)

2020-04-23 01:25于海山大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠
石油石化節(jié)能 2020年4期
關(guān)鍵詞:抽油泵油桿閥座

于海山(大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠)

油井檢修作業(yè)過程中,抽油泵泵筒及其上部油管內(nèi)存儲(chǔ)的大量原油被帶至地面,易造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)[1-7]。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一直以來都是采用防滲布圍擋和應(yīng)用污油回收設(shè)備回收統(tǒng)一送至污油回收點(diǎn)處理的環(huán)保施工措施,但成本投入大、效果不理想[8-10]。為了實(shí)現(xiàn)原油不帶至地面,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過的幾種泄油器和可泄油抽油泵,普遍存在3 個(gè)問題:一是以開孔的形式泄油,孔以下管內(nèi)仍存有原油;二是存在漏失隱患,泄油孔密封在井下復(fù)雜的溫度、壓力及腐蝕性條件下容易失效;三是大幅增加井下工具成本,綜合其效果很難普遍推廣。在當(dāng)前油田環(huán)保形勢(shì)嚴(yán)峻和成本問題突出的矛盾下,進(jìn)一步降低檢修作業(yè)安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)、降低維護(hù)成本,還要從抽油泵這個(gè)必用井下工具出發(fā),應(yīng)用泵身不開孔就能實(shí)現(xiàn)泄油功能的抽油泵,沒有密封漏失隱患,又能避免油污對(duì)環(huán)境造成污染。

從抽油泵系統(tǒng)的工作原理出發(fā),確定了造成油井檢修作業(yè)時(shí)原油無法泄出問題的根源是抽油泵內(nèi)固定凡爾坐封。如果能夠開啟抽油泵固定凡爾,就能利用固定閥座的中心孔使原油完全泄出泵筒,這樣就實(shí)現(xiàn)了泵身不開孔又能泄油,避免了泵身開孔帶來的漏失隱患和泄油不完全的問題。

1 技術(shù)研究

1.1 結(jié)構(gòu)組成

通過創(chuàng)新方法研究,設(shè)計(jì)了固定凡爾開啟裝置,主要由上接頭、外筒、固定閥罩等組成(圖1)。上接頭連接泵筒,使柱塞無法撞到固定閥罩,其中心孔能夠通過抽油桿短接;外筒連接上接頭與下接頭,并為固定閥罩、撞擊筒、固定凡爾、固定閥座提供固定及工作空間;閥罩起到通過原油和提供抽油桿短接撞擊平面的作用;撞擊筒在收到撞擊后,固定凡爾開啟結(jié)構(gòu)將固定凡爾推離固定閥座;固定凡爾與固定閥座的開啟與坐封配合,實(shí)現(xiàn)原油的單向流動(dòng);下接頭連接下部井下工具。

圖1 固定凡爾開啟裝置結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工作原理

檢泵作業(yè)時(shí),將抽油桿及柱塞起出后,投放3 m長φ25 抽油桿短接,抽油桿下落至泵底后,通過上接頭下部中心孔撞擊到撞擊筒上部的固定閥罩,觸發(fā)撞擊筒的固定凡爾開啟結(jié)構(gòu),將固定凡爾推離固定閥座,實(shí)現(xiàn)泵筒及油管內(nèi)原油泄出。撞擊筒在抽油泵正常生產(chǎn)時(shí),沒有外力沖擊無法觸發(fā)固定凡爾開啟結(jié)構(gòu),不影響泵的密封,不影響泵效及日常泵況核實(shí)所進(jìn)行的憋泵、洗井效果。

2 技術(shù)特點(diǎn)

該技術(shù)通過在固定凡爾上部嵌套撞擊筒的方式(圖2),利用投桿沖擊出發(fā)撞擊筒來開啟抽油泵固定凡爾,將原油泄入井筒內(nèi),解決了目前市面上井下泄油器無法完全泄油及泄油孔密封不嚴(yán)的問題。該技術(shù)應(yīng)用具有以下幾方面特點(diǎn):

圖2 固定閥總成與固定凡爾開啟裝置結(jié)構(gòu)對(duì)比

1) 可以將現(xiàn)有抽油泵改造成可泄油抽油泵,從開啟固定凡爾泄油的根源出發(fā),解決了抽油泵完全泄油問題,減少增加井下泄油工具帶來的成本問題。

2)抽油泵正常生產(chǎn)時(shí),固定閥球坐封在固定閥座上實(shí)現(xiàn)密封,不影響泵效,不存在泄油器橡膠或金屬密封漏失的問題。

3)不影響憋泵、洗井等抽油泵泵況核查、處理工作。

4)檢泵作業(yè)需要泄油時(shí),在抽油桿和柱塞起出后,投放3 m 長φ25 抽油桿,通過觸發(fā)撞擊筒實(shí)現(xiàn)固定閥球開啟,泵筒及油管內(nèi)原油可全部泄出。

5)泄油工藝簡單,不增加地面集油及處理設(shè)備及相應(yīng)工作量,大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了工作效率。

3 試驗(yàn)情況

室內(nèi)試驗(yàn)選取了一臺(tái)泵徑為38 mm 的抽油泵,替換其固定閥總成部分,完成固定凡爾開啟裝置安裝(圖3),并進(jìn)行抽打壓測(cè)試,壓力在28 MP 下,穩(wěn)壓3 min 以上,不滲不漏,達(dá)到下井要求。沖擊測(cè)試滿足大于或等于150 N 時(shí),撞擊爪發(fā)生彎曲順利撬起固定凡爾達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

圖3 固定凡爾開啟裝置安裝前后對(duì)比

打壓測(cè)試合格后運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng),下抽油泵(圖4a)、油管、抽油桿,安裝井口,試抽憋壓4.2 MPa,穩(wěn)壓10 min,壓降0.1 MPa,判定合格;運(yùn)行24 h 后,井口取樣,正常生產(chǎn)出油,之后停井、拆井口、起抽油桿,投放一根3 m 長去掉接頭的25 mm 直徑抽油桿(圖4b);起油管及抽油泵過程中無原油留出(圖4c),拆固定凡爾開啟裝置觀察撞擊爪開啟固定凡爾情況, 撞擊爪彎曲(圖 4d),固定凡爾開啟。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果反映,應(yīng)用抽油泵固定凡爾開啟裝置后,能夠?qū)崿F(xiàn)原油完全泄入井筒內(nèi),單井含泥污油產(chǎn)生量由4.7 m3降低為0 的目標(biāo)值;單井清潔作業(yè)時(shí)間節(jié)約5.5 h,大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度;單井節(jié)約成本費(fèi)用6 810.6 元,去除材料費(fèi)和加工費(fèi)753 元/套,單井創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益6 057.6 元。

4 結(jié)論

1)該技術(shù)的研究與試驗(yàn)結(jié)果表明,固定凡爾開啟裝置為油田環(huán)保作業(yè)提供了技術(shù)可靠、成本低廉的泄油方式。

2)該技術(shù)可以在油田清潔作業(yè)井下泄油方面推廣應(yīng)用,具有安全環(huán)保施工、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約能源的意義。

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