水力自動(dòng)調(diào)壓泵在新立油田的應(yīng)用

王艷平（吉林油田公司新立采油廠）

新立油田是一個(gè)低滲透、低黏度、裂縫發(fā)育的構(gòu)造巖性油藏，隨著油田開(kāi)發(fā)歷程的延長(zhǎng)，注入壓力逐年升高，欠注井逐年增多，無(wú)法實(shí)現(xiàn)方案注水。由于注水井間壓力矛盾突出，低壓井只能靠閘門(mén)節(jié)流解決，增壓柱塞泵雖然能滿足高壓井注水要求，但只能解決單一的欠注井，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大面積增注，開(kāi)發(fā)效果逐年變差，不能滿足油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的需求。

試驗(yàn)應(yīng)用了水力自動(dòng)調(diào)壓泵，對(duì)高低壓井的能量重新分配，成功解決了注水井欠注問(wèn)題，取得了較好的節(jié)能效果。

1 水力自動(dòng)調(diào)壓泵

作為一種能量分配器，水力調(diào)壓泵能夠把泵站來(lái)水能量重新分配，低壓井損失的壓力能量通過(guò)雙作用液力缸的作用轉(zhuǎn)移到高壓井，實(shí)現(xiàn)增壓增注。

1.1 技術(shù)原理

水力調(diào)壓泵由進(jìn)排液?jiǎn)蜗蚯蜷y組、雙作用液力缸、機(jī)架和液路轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成。注水管網(wǎng)中的水動(dòng)力在液路轉(zhuǎn)換器的控制下推動(dòng)雙作用液力缸中的活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，高壓腔的水注入高壓井中，低壓腔的水注入低壓井中。

只需左右旋轉(zhuǎn)液路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的無(wú)級(jí)變速器調(diào)節(jié)手輪就可實(shí)現(xiàn)排量的無(wú)級(jí)調(diào)參。

1.1.1 壓力調(diào)配

根據(jù)動(dòng)力缸和換向閥管路連接的不同，來(lái)水壓力、增高壓力和低壓壓力滿足如下關(guān)系：

式中：

P高——最高壓力，MPa；

P低——低壓壓力，MPa；

P來(lái)——來(lái)水壓力，MPa；

A——液力缸截面積，m2；

A環(huán)——液力缸截面積-連桿截面積，m2。

壓力調(diào)配原理見(jiàn)圖1。

1.1.2 流量調(diào)配

通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥開(kāi)口的大小可改變液力缸的沖速，從而調(diào)節(jié)總排量。

高低壓井注入量調(diào)節(jié)：通過(guò)更換不同直徑的連桿可改變高低壓腔橫截面積的比值，從而改變高低壓井對(duì)不同排量的需求。

1.2 性能特點(diǎn)

水力自動(dòng)調(diào)壓泵具有以下性能特點(diǎn)：

◇不需要電力，用液力驅(qū)動(dòng)，減少了建站投資；

◇對(duì)壓力不同的注水井可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓注水；

◇可對(duì)單井或多口井進(jìn)行調(diào)壓增注；

◇高效節(jié)能；

◇安全可靠，噪音低；

◇工作沖速低，使用壽命長(zhǎng)。

2 應(yīng)用效果

水力自動(dòng)調(diào)壓泵適用于欠注井比較集中的井組，要求安裝水力調(diào)壓泵的井組既有低壓井又有高壓井。

2.1 增注增油效果明顯

新立油田共計(jì)應(yīng)用4臺(tái)水力調(diào)壓泵，解決高壓欠注井21口，實(shí)現(xiàn)日增注256m3，截至2011年底累計(jì)增注45730m3；同時(shí)，注采井組開(kāi)發(fā)形式明顯轉(zhuǎn)好，達(dá)到了增產(chǎn)的預(yù)期效果（圖2）。

2009年9月投運(yùn)安裝的13#井組，累計(jì)增注38755m3，其中5個(gè)注采井組日產(chǎn)液由安裝前的77.6t/d上升至81.2t/d，日產(chǎn)油由23.0t增至30.5t，日增7.5t，累計(jì)增油2925t（表1）。

表113 #注采井組開(kāi)發(fā)效果統(tǒng)計(jì)

2.2 節(jié)能效果明顯

水力自動(dòng)調(diào)壓泵僅用1臺(tái)2.2kW的電動(dòng)機(jī)為壓力蓄能器增加液壓油的壓力，日耗電量?jī)H為13.2 kWh（表2），與單機(jī)單泵解決欠注對(duì)比，節(jié)電95.0%，累計(jì)節(jié)電102.9×104kWh。

受管網(wǎng)有效注水半徑及單井最高油壓影響，系統(tǒng)提壓增注有效率低，能耗損失嚴(yán)重。與系統(tǒng)提壓相比，應(yīng)用水力自動(dòng)調(diào)壓泵日節(jié)省電量3290 kWh，年節(jié)電約120.1×104kWh（表3）。

表2 水力調(diào)壓泵與三柱塞泵節(jié)電效果對(duì)比

表3 與系統(tǒng)提壓節(jié)電效果對(duì)比

3 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

1）應(yīng)用范圍廣，滿足油田增注需求。增注不受控制井?dāng)?shù)及最高壓力的限制，1臺(tái)水力自動(dòng)調(diào)壓泵可以解決多個(gè)不同啟動(dòng)壓力井欠注問(wèn)題，突破了增壓柱塞泵只能滿足單口高壓井注水的瓶頸。

2）節(jié)能效果明顯。采用液力驅(qū)動(dòng)，不需電力，僅用1臺(tái)2.2kW的電動(dòng)機(jī)為壓力蓄能器增加液壓油的壓力，日耗電僅為13.2kWh，與三柱塞泵相比節(jié)能可達(dá)80%～90%。

3）實(shí)現(xiàn)安全環(huán)保增壓注水。水力自動(dòng)調(diào)壓泵壓力的提高取決于單井最高油壓，不會(huì)出現(xiàn)憋泵爆管事故，同時(shí)無(wú)外部活動(dòng)部件，工作安全可靠。

4）確定合理的檢修周期，保持泵運(yùn)行穩(wěn)定性，提高使用壽命。結(jié)合注入水質(zhì)、高低壓井注入壓力及注入量變化，確定合理檢修周期，及時(shí)對(duì)換向閥及柱塞密封不嚴(yán)情況進(jìn)行處理，定期更換過(guò)濾器濾網(wǎng)，降低過(guò)濾缸磨損，保證泵平穩(wěn)運(yùn)行，提高使用壽命。

5）研究液力及電力驅(qū)動(dòng)共同體，提高使用效率。因低壓井動(dòng)態(tài)變化，易出現(xiàn)無(wú)低壓井或高低壓匹配不均衡，水力調(diào)壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)缺少動(dòng)力來(lái)源，欠注或停運(yùn)的現(xiàn)象，通過(guò)此項(xiàng)研究，提高水力自動(dòng)調(diào)壓泵的應(yīng)用適應(yīng)性。

水力自動(dòng)調(diào)壓泵增注技術(shù)在新立油田收到了較好的應(yīng)用效果，技術(shù)已經(jīng)成熟，對(duì)于相似的注水開(kāi)發(fā)油田具有借鑒價(jià)值。