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[摘 要]由于稠油开发的逐年深入,在稠油高含水井上不注汽直接应用螺杆泵进行稠油冷采的设想已经成为现实。一方面它可以节省注汽费用及抽油机费,用另一方面可以减少注汽及作业时间,增加生产时效,减少设备维护费用,同时具有安全环保、节能降耗的特点。随着螺杆泵采油技术在锦州采油厂的深入发展,我们结合现场实际,对螺杆泵采油技术存在的问题作了一系列的改进,以利于其大规模推广应用。在螺杆泵安全生产方面我们做了大胆的革新,形成了一套就有锦采特色的螺杆泵安全生产工艺技术,为螺杆泵的安全生产提供了强有力的技术保障。
[关键词]井下工具;地面驱动装置;技术
中图分类号:G364 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)30-0187-01
1 井下工具部分配套安全工艺技术
1.1 抽油杆安全接头
由于使用插接式,不能倒扣,为防止螺杆泵井砂卡造成大面积污染,作业起抽油杆时锯杆,我们成功应用了抽油杆安全接头。它的节箍上有一个环形槽,当上提杆柱至设计负荷(13-18t)时,环形槽部位剪断,从而顺利起出抽油杆。不但有效解决了螺杆泵井井卡以后造成的杆柱损失,极大的方便作业施工,还有利于保护环境,减少由于砂卡造成作业油管、抽油杆套起而引发的安全问题。
1.2 设计了新的防转锚
应用螺杆泵初期,油管锚用的是普通的上提下放式的油管锚,该锚的缺点是在油管锚坐封过程中上提下放全井油管速度较快,特别是在全井管杆坐封过程中,容易引起抽油杆外窜,极易发生安全事故,因此我们设计了液压式油管锚,采用液压坐封,上提解封,泵不会受压而弯曲,在坐封工程中不动管柱,施工方便,应用安全可靠。
2 地面驱动装置配套技术
2.1 螺杆泵井口的盘根密封改为机械密封
螺杆泵旋转的光杆和驱动装置之间的密封为动密封,普通的盘根密封是将填料装入驱动装置密封腔后,利用压盖对它做轴向压缩,填料的塑性使它产生径向力,从而密封光杆和密封轴之间的空间。这种密封方式填料盘根结构简单,易发生渗漏现象,而且光杆盘根盒动密封系统还带来大量无用机械损耗,光杆的长时间磨蚀还容易发生断脱故障,容易造成环境污染。
机械密封系统在光杆和驱动装置之间的动密封系统中增加了中间部件密封轴,将光杆和驱动装置间的动密封转变成为光杆和密封轴间的静密封和密封轴与驱动装置间的动密封,而密封轴与驱动装置间的动密封为机械密封,该密封性能可靠,而且光杆和密封系统之间没有相互磨损,不会发生因光杆磨损而带来的光杆断脱故障。
初期设计的机械密封为下置式,位于驱动头的底部,在日常的生产维护中我们发现还有许多不足。进行机械密封更换操作时,需要吊车配合,不但增加了维护费用,而且也存在一定的安全隐患。因此,我们又将机械密封改为上置式,位于驱动头顶部。现场应用证明,上置式机械密封配合光杆卡持器一起使用,极大的方便了设备的维修与保养,减轻了工人的劳动强度,驱动头顶部零部件进行更换时不再需要进行吊车作业,减少了维护费用和作业工程中安全事故的发生的发生。
2.2 光杆卡持及井口密封技术
在螺杆泵作业或驱动装置零部件维修更换过程中,需要相应的结构密封井内液压或支撑杆柱重量,这种结构称为螺杆泵的专用井口。目前我们使用的是卡持密封井口。它集成于地面驱动装置上,不仅降低了井口高度,提高了运行稳定性,而且在起到正常封井作用的同时还能够锁定光杆,承受全井杆柱负荷,防止油井污染,这为以后人工处理驱动装置的故障提供了便利条件。螺杆泵驱动装置正常工作时,两侧的密封胶皮处于分开位置,带牙芯子、密封胶皮处于打开状态,与光杆没有接触,井口卡持密封系统不起作用。当驱动装置出现故障需要维修或更换时,关闭密封井口,两侧旋动螺杆,使密封胶皮包紧光杆,封住油井产出液和生产管线液体向上部泄漏,避免污染事故的发生。同时带牙芯子卡住光杆,承受杆柱重量,便于螺杆泵驱动装置易损件的更换工作,不但解决了使用吊车过程中的交叉作业引起的不安全因素,还方便了设备维修。当维修更换工作完成后,两侧旋出螺杆,使密封胶皮和带牙芯子脱离光杆,恢复油井产出液进入地面输油管线的通道,启机恢复油井生产。
2.3 地面防反转装置
螺杆泵在运转一段时间后,井下抽油杆积累一部分能量,停机时,抽油杆将高速反转;另外油管内液体与油套环空液面的高度差,也将使抽油杆反转,若不加以限制,由惯性作用势必造成抽油杆脱扣,造成井口装置的损坏,危机人身安全,所以必须在螺杆泵驱动装置上设计防反转机构。油杆防反转装置的工作原理是利用棘轮棘爪机构的单向回转特点,防止反转,简单高效而且成本低。
3 现场应用分析
2017年该技术共实施20口井,投入50万元,措施有效率达100%,累增油6000t。
4 经济效益分析
实施20口,累产油6000t,采用原油销售价格2000元/t,生产成本900元/t,税金157元/t,期间费用200元/t作为计算指标。
计算公式:E=1×F×Q×(P-T-C)-I
已獲经济效益为:
预计产油量×(原油售价-生产成本-期间费用-税金)-投资
=1×0.6×104×(2000-900-200-157)-50×104
=395.8万元
式中:E—成果的直接效益,元;
F—分成系数;
Q—增加的油气商品量,吨,千方;
P—原油价格,元/吨;
T—税金,元/吨;
C—生产成本费用,元/吨;
I—投资,元。
创经济效益395.8万元。
[关键词]井下工具;地面驱动装置;技术
中图分类号:G364 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)30-0187-01
1 井下工具部分配套安全工艺技术
1.1 抽油杆安全接头
由于使用插接式,不能倒扣,为防止螺杆泵井砂卡造成大面积污染,作业起抽油杆时锯杆,我们成功应用了抽油杆安全接头。它的节箍上有一个环形槽,当上提杆柱至设计负荷(13-18t)时,环形槽部位剪断,从而顺利起出抽油杆。不但有效解决了螺杆泵井井卡以后造成的杆柱损失,极大的方便作业施工,还有利于保护环境,减少由于砂卡造成作业油管、抽油杆套起而引发的安全问题。
1.2 设计了新的防转锚
应用螺杆泵初期,油管锚用的是普通的上提下放式的油管锚,该锚的缺点是在油管锚坐封过程中上提下放全井油管速度较快,特别是在全井管杆坐封过程中,容易引起抽油杆外窜,极易发生安全事故,因此我们设计了液压式油管锚,采用液压坐封,上提解封,泵不会受压而弯曲,在坐封工程中不动管柱,施工方便,应用安全可靠。
2 地面驱动装置配套技术
2.1 螺杆泵井口的盘根密封改为机械密封
螺杆泵旋转的光杆和驱动装置之间的密封为动密封,普通的盘根密封是将填料装入驱动装置密封腔后,利用压盖对它做轴向压缩,填料的塑性使它产生径向力,从而密封光杆和密封轴之间的空间。这种密封方式填料盘根结构简单,易发生渗漏现象,而且光杆盘根盒动密封系统还带来大量无用机械损耗,光杆的长时间磨蚀还容易发生断脱故障,容易造成环境污染。
机械密封系统在光杆和驱动装置之间的动密封系统中增加了中间部件密封轴,将光杆和驱动装置间的动密封转变成为光杆和密封轴间的静密封和密封轴与驱动装置间的动密封,而密封轴与驱动装置间的动密封为机械密封,该密封性能可靠,而且光杆和密封系统之间没有相互磨损,不会发生因光杆磨损而带来的光杆断脱故障。
初期设计的机械密封为下置式,位于驱动头的底部,在日常的生产维护中我们发现还有许多不足。进行机械密封更换操作时,需要吊车配合,不但增加了维护费用,而且也存在一定的安全隐患。因此,我们又将机械密封改为上置式,位于驱动头顶部。现场应用证明,上置式机械密封配合光杆卡持器一起使用,极大的方便了设备的维修与保养,减轻了工人的劳动强度,驱动头顶部零部件进行更换时不再需要进行吊车作业,减少了维护费用和作业工程中安全事故的发生的发生。
2.2 光杆卡持及井口密封技术
在螺杆泵作业或驱动装置零部件维修更换过程中,需要相应的结构密封井内液压或支撑杆柱重量,这种结构称为螺杆泵的专用井口。目前我们使用的是卡持密封井口。它集成于地面驱动装置上,不仅降低了井口高度,提高了运行稳定性,而且在起到正常封井作用的同时还能够锁定光杆,承受全井杆柱负荷,防止油井污染,这为以后人工处理驱动装置的故障提供了便利条件。螺杆泵驱动装置正常工作时,两侧的密封胶皮处于分开位置,带牙芯子、密封胶皮处于打开状态,与光杆没有接触,井口卡持密封系统不起作用。当驱动装置出现故障需要维修或更换时,关闭密封井口,两侧旋动螺杆,使密封胶皮包紧光杆,封住油井产出液和生产管线液体向上部泄漏,避免污染事故的发生。同时带牙芯子卡住光杆,承受杆柱重量,便于螺杆泵驱动装置易损件的更换工作,不但解决了使用吊车过程中的交叉作业引起的不安全因素,还方便了设备维修。当维修更换工作完成后,两侧旋出螺杆,使密封胶皮和带牙芯子脱离光杆,恢复油井产出液进入地面输油管线的通道,启机恢复油井生产。
2.3 地面防反转装置
螺杆泵在运转一段时间后,井下抽油杆积累一部分能量,停机时,抽油杆将高速反转;另外油管内液体与油套环空液面的高度差,也将使抽油杆反转,若不加以限制,由惯性作用势必造成抽油杆脱扣,造成井口装置的损坏,危机人身安全,所以必须在螺杆泵驱动装置上设计防反转机构。油杆防反转装置的工作原理是利用棘轮棘爪机构的单向回转特点,防止反转,简单高效而且成本低。
3 现场应用分析
2017年该技术共实施20口井,投入50万元,措施有效率达100%,累增油6000t。
4 经济效益分析
实施20口,累产油6000t,采用原油销售价格2000元/t,生产成本900元/t,税金157元/t,期间费用200元/t作为计算指标。
计算公式:E=1×F×Q×(P-T-C)-I
已獲经济效益为:
预计产油量×(原油售价-生产成本-期间费用-税金)-投资
=1×0.6×104×(2000-900-200-157)-50×104
=395.8万元
式中:E—成果的直接效益,元;
F—分成系数;
Q—增加的油气商品量,吨,千方;
P—原油价格,元/吨;
T—税金,元/吨;
C—生产成本费用,元/吨;
I—投资,元。
创经济效益395.8万元。