小排量螺桿泵洗井器的應(yīng)用和評(píng)價(jià)

習(xí)文偉（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

小排量螺桿泵洗井器的應(yīng)用和評(píng)價(jià)

習(xí)文偉（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

針對(duì)小排量螺桿泵泵徑小、洗井時(shí)排量小，洗井效果差的現(xiàn)狀，研發(fā)了小排量螺桿泵洗井器。通過(guò)近三年的反復(fù)試驗(yàn)，掌握了洗井器的操作標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)踐證明，小排量洗井器不但提高了熱洗的洗井效果，縮短了洗井和含水恢復(fù)時(shí)間，降低了熱洗的耗電量和耗氣量，而且減少了洗井對(duì)產(chǎn)量的影響，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

小排量螺桿泵 洗井器 熱洗

引言

螺桿泵是目前大慶油田常用的機(jī)械采油設(shè)備，具有一次性投資少、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低、節(jié)省占地等優(yōu)點(diǎn) ， 但 是 轉(zhuǎn) 排 量 小 于 500 mL/r的 小 排 量 螺 桿 泵 ， 由于泵轉(zhuǎn)排量小，熱洗時(shí)從套管進(jìn)入的熱水不能及時(shí)從泵下抽出，造成熱洗回油溫度低，洗井時(shí)間長(zhǎng)，熱洗效果較差，同時(shí)未被及時(shí)抽出的熱水倒灌進(jìn)地層，洗完井后油井的含水較高，恢復(fù)到正常含水的時(shí)間較長(zhǎng)，影響產(chǎn)油。

目前現(xiàn)場(chǎng)主要是用吊車將轉(zhuǎn)子提出泵筒熱洗，雖然洗井效果較好，但是不具備推廣條件。主要原因 是 ： 每 口 井 平 均 熱 洗 時(shí) 間 5 h， 需 要 關(guān) 井 熱 洗 ，影響產(chǎn)量；每口井熱洗需要吊車配合 5 h 左右，增加了設(shè)備費(fèi)用；定子可能因熱水膨脹，轉(zhuǎn)子不能進(jìn)入，或者不能完全進(jìn)入，造成停產(chǎn)；對(duì)于轉(zhuǎn)速高、泵掛深等載荷較大的井，上提轉(zhuǎn)子卸負(fù)荷時(shí)，易造成桿脫、光桿斷、驅(qū)動(dòng)輪裂開(kāi)等問(wèn)題。為切實(shí)提高小排量螺桿泵的熱洗效果，2010 年以來(lái)，通過(guò)優(yōu)選、反復(fù)試驗(yàn)，選取了質(zhì)量可靠的小排量螺桿泵洗井器，實(shí)現(xiàn)了熱洗時(shí)免提轉(zhuǎn)子洗井，防止洗井熱水進(jìn)入油層，熱洗效果較好。

1 小排量螺桿泵洗井器

圖1是安裝了洗井器的螺桿泵管柱圖，自上而下是洗井器、螺桿泵、油管錨、封隔洗井器、篩管、絲堵。

圖1 螺桿泵管柱

圖2中是實(shí)物，左邊是洗井開(kāi)關(guān)，右邊是封隔洗井器。

洗井開(kāi)關(guān)是洗井器的核心，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，洗井器內(nèi)活塞被推開(kāi)，洗井通道打開(kāi)。熱洗結(jié)束，壓力降低，活塞在上下彈簧作用下回歸原位，關(guān)閉洗井通道。封隔洗井器外擴(kuò)圈是一組硬質(zhì)膠皮皮碗，洗井時(shí)受壓膨脹外擴(kuò)，密封套管空間，防止洗井熱水通過(guò)進(jìn)入油層。

熱洗時(shí)來(lái)自計(jì)量間的高壓洗井熱水進(jìn)入套管，由于封隔洗井器的阻擋，熱水迅速充滿其以上套管后壓力上升，當(dāng)壓力達(dá)到洗井開(kāi)關(guān)的設(shè)定值時(shí)，洗井通道打開(kāi)，洗井熱水大量進(jìn)入油管內(nèi)，實(shí)現(xiàn)洗井。熱洗結(jié)束時(shí)，套管壓力降低，洗井開(kāi)關(guān)在內(nèi)部彈簧作用下活塞歸位，關(guān)閉洗井通道。封隔洗井器受壓降低，皮碗收縮，回歸原位。

圖2 洗井器

洗井器的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

◇ 最大鋼體外徑φ117 mm，最小內(nèi)通徑φ76 mm；

◇ 洗 井 器 打 開(kāi) 需 要 的 井 口 套 管 壓 力 是 1.8～2.3 MPa；

◇ 洗 井最大排 量 18 m3/h；

◇ 洗井開(kāi)關(guān)長(zhǎng)度 1080 mm。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

為了研究小排量洗井器的應(yīng)用效果，選取30口不同轉(zhuǎn)排量的螺桿泵進(jìn)行試驗(yàn)，安裝前正常洗井，安裝后到正常熱洗周期時(shí)再次洗井，并連續(xù)監(jiān)測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

2.1 洗井開(kāi)關(guān)打開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)

判斷洗井開(kāi)關(guān)是否能及時(shí)打開(kāi)是實(shí)現(xiàn)洗井的前提條件。5口井在安裝小排量洗井器前后各洗井一次，記錄了洗井前后的油壓、套壓、回油溫度變化情況，例如根據(jù) 320-49 井安裝前洗井?dāng)?shù)據(jù)繪制了圖3，安裝后洗井繪制了圖 4。

圖3 安裝洗井器前的井?dāng)?shù)據(jù)

通過(guò)圖 3、圖4可以看出，安裝洗井器后套壓先升高，達(dá)到洗井器設(shè)定值后洗井通道打開(kāi)壓力逐漸降低，而且洗井的壓力，也就是套壓，低于安裝前的壓力，說(shuō)明洗井水通過(guò)洗井開(kāi)關(guān)的排量大于安裝前洗井通過(guò)泵的排量，有助于提高熱洗效果?；赜蜏囟群陀蛪鹤兓苄?。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，將井口套壓變化作為判斷洗井開(kāi)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，打開(kāi)洗井通道時(shí) ， 井 口 套 壓 需要達(dá)到 1.9～2.6 MPa， 時(shí) 間 是 洗 井 水倒 入 套 管 后 1.2 h 左 右 。

圖4 安裝洗井器后的井?dāng)?shù)據(jù)

2.2 洗井效果評(píng)價(jià)

螺桿泵熱洗效果主要從熱洗排量、電參值、電流、產(chǎn)量四個(gè)方面進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)了30口井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。

通過(guò)表1可以發(fā)現(xiàn)，安裝洗井器后洗井時(shí)的產(chǎn)量大幅增加，達(dá)到 3.9 倍，說(shuō)明從套管進(jìn)入油管的熱洗水大幅增加，洗井排量上升，極大地促進(jìn)了熱洗化蠟、排蠟，提高了洗井效率。

表1 安裝洗井器前后洗井產(chǎn)量

螺桿泵井電參值實(shí)際就是電動(dòng)機(jī)的有功功率，直接反映了光桿的扭矩情況，也就反映了井下桿管結(jié)蠟造成的扭矩變化情況，相當(dāng)于抽油機(jī)功圖上的載荷數(shù)值。為了準(zhǔn)確對(duì)比電參值變化，洗井前后都測(cè)試了電參值，通過(guò)表2可以看出安裝洗井器后電參值下降明顯，說(shuō)明桿管結(jié)蠟減少，熱洗清蠟效果較好。

通過(guò)表3可以看出，安裝洗井器的井洗井后電流明顯下降，說(shuō)明井下負(fù)荷降低，結(jié)蠟減少。

通過(guò)表4可以看出，安裝洗井器的井洗井后產(chǎn)液量增加幅度大于未安裝洗井器井，液流通道增加，泵效上升。

3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

表2 洗井前后電參值

表3 洗井前后電參值

洗井的皮碗阻止了熱洗水進(jìn)入油層，有助于熱洗后含水及時(shí)恢復(fù)到正常水平。統(tǒng)計(jì)30口井的含水恢復(fù)時(shí)間，比未安裝洗井器井提前恢復(fù) 11 h，并且熱洗時(shí)間縮短，減少了洗井影響的油量。小排量螺 桿 泵 日 產(chǎn) 油 按 照 2.5 t計(jì) 算 ， 少 影 響 油 量 1.07 t，折算效益 4849 元/次，每口井產(chǎn)出達(dá)到 5192 元。螺桿 泵 檢 泵 周 期 按 500 d 計(jì) 算 ， 熱 洗 周 期 93 d， 一 個(gè)周 期 內(nèi) 洗 井 5.4 次 ， 產(chǎn) 出 28 036 元。

每次隨作業(yè)下入新的洗井器，單次投入費(fèi)用4032元。投入產(chǎn)出比達(dá) 1∶7，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，具備推廣條件。

4 認(rèn)識(shí)

表4 洗井前后產(chǎn)量

通過(guò)30口井的數(shù)據(jù)對(duì)比，小排量洗井器能夠滿足熱洗要求，而且洗井效果明顯好于未安裝洗井器井，具備推廣應(yīng)用條件。

2.3 節(jié)能效果評(píng)價(jià)

安裝小排量洗井器后，洗井排量大幅增加，需要化蠟、排蠟時(shí)間減少，整個(gè)熱洗過(guò)程縮短。小排量 螺 桿 泵 的 平均洗井時(shí)間 6.4 h， 應(yīng)用洗井器后洗井時(shí) 間 是 4.6 h， 熱 洗 爐 和 熱 洗 泵 運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)間縮短，每口井節(jié)省天然氣 252 m3，節(jié)電 72 kWh，節(jié)省成本 343 元 。

試驗(yàn)三年以來(lái)，30口井的洗井開(kāi)關(guān)能及時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)因洗井器質(zhì)量問(wèn)題造成檢泵，洗井器質(zhì)量穩(wěn)定。

1）小排量洗井器解決了小泵徑螺桿泵洗井排量小的問(wèn)題，提高了熱洗效果。

2）縮短了洗井時(shí)間和含水恢復(fù)時(shí)間，降低了熱洗的耗電量和耗氣量，減少了洗井對(duì)產(chǎn)量的影響。

3）小排量螺桿泵洗井器經(jīng)濟(jì)效益較高，具備推廣應(yīng)用條件。

4）洗井器可以推廣應(yīng)用到小泵徑的抽油機(jī)井中，加大洗井排量，提高熱洗效率。

[1] 焦佩祿.電參法確定螺桿泵井熱洗周期[J].油氣田地面工程,2007,26(5):29.

[2] 王鴻勛.張琪.采油工藝原理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1989.

涪陵頁(yè)巖氣實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用

運(yùn)用頁(yè)巖氣生產(chǎn)的纖維產(chǎn)品

源源不斷向外運(yùn)送化工產(chǎn)品

4月30日，重慶涪陵頁(yè)巖氣對(duì)四川維尼綸廠單日送氣量 突 破 100 × 104m3， 同 時(shí) ，以頁(yè)巖氣為原料生產(chǎn)出的化工化纖產(chǎn)品正源源不斷地運(yùn)出川維廠，標(biāo)志著涪陵頁(yè)巖氣已經(jīng)實(shí)現(xiàn)本地大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

胡慶明攝影報(bào)道

10.3969/j.issn.2095-1493.2014.006.013

2014-01-09）

習(xí)文偉，采油工程師，2003年畢業(yè)于西安石油大學(xué) （石油工程專業(yè)），2010年畢業(yè)于浙江大學(xué) （構(gòu)造地質(zhì)專業(yè)），碩士，從事 采 油 工 程 技術(shù) 研 究 和 管 理工作 ， E-mail： 83205800@qq.com， 地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)一廠二礦機(jī)關(guān)，163257。