某高砷硫化銅錫礦浮選試驗(yàn)研究

蘇林?！⊙Υ喝A

摘要：文章分析了某高砷硫化銅錫礦石的特點(diǎn)，通過試驗(yàn)對(duì)比了某廠新引進(jìn)捕收劑與原捕收劑的效果。在小型試驗(yàn)中，該新型捕收劑在浮選銅砷分離作業(yè)減少一次的前提下，銅精礦中銅回收率提高2.5%，品位提高了4.5%，砷品位降低了0.393%，同時(shí)粗選泡沫中錫金屬的流失減少了1.13%。

關(guān)鍵詞：毒砂；高砷硫化銅錫礦；新型捕收劑；浮選試驗(yàn)；銅精礦 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD952 文章編號(hào)：1009-2374（2016）15-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.067

1 概述

海上油井一般為集中開發(fā)，其油井多為定向開發(fā)井或水平開發(fā)井，生產(chǎn)平臺(tái)的空間設(shè)計(jì)比較緊湊，采油方式一般采用地面設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小的開采形式，因此海上油田最常用的機(jī)械采油設(shè)備為電潛離心泵。但是因潛油電泵的特殊設(shè)計(jì)形式，其對(duì)散熱要求特別高，規(guī)范要求中的電機(jī)殼表面合理流速不低于3m/s，所以在低產(chǎn)液量油井，特別是產(chǎn)液量在50m3/d以下的生產(chǎn)井，潛油電泵的損壞率很小，運(yùn)行壽命一般都不長(zhǎng)。另外由于離心泵對(duì)稠油、出砂井適應(yīng)性差，需要設(shè)計(jì)采用其他人工舉升方式。

為了解決電潛離心泵在低產(chǎn)井的使用運(yùn)行相關(guān)問題，中海油基地集團(tuán)采油技術(shù)服務(wù)公司立項(xiàng)進(jìn)行了地面驅(qū)螺桿泵采油技術(shù)在海上油田低產(chǎn)井、大斜度井的研究應(yīng)用，以解決部分稠油、出砂、低產(chǎn)量油井的舉升難題。

2 地面驅(qū)螺桿泵采油工藝的優(yōu)點(diǎn)

由于螺桿泵是一種容積式泵，運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速較低，適用于稠油井、適度出砂井和低產(chǎn)低效井，針對(duì)海上油田，其主要有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）桿驅(qū)螺桿泵的泵體為容積式泵，其運(yùn)行時(shí)井口產(chǎn)出液具有穩(wěn)定連續(xù)的特點(diǎn)，在中低產(chǎn)量油井具有很好的適用性；（2）井液流入性好，容積式泵體運(yùn)行舉升效率高，對(duì)于稠油井、出砂井的開采具有很好的適用性；（3）平臺(tái)地面配套設(shè)備占地面積小，非常適合海上油田生產(chǎn)操作平臺(tái)空間緊湊狹窄的情況；（4）動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置在地面，下井設(shè)備結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，規(guī)避了電機(jī)浸置在井液中低產(chǎn)量情況下散熱不利的情況；（5）桿驅(qū)螺桿泵運(yùn)行開采效率高，具有節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)，可有效解決采油平臺(tái)供電緊張的情況。

3 地面驅(qū)螺桿泵采油工藝針對(duì)海洋油田的技術(shù)改進(jìn)

海洋石油平臺(tái)安全要求高、檢泵作業(yè)成本高，要求機(jī)械采油產(chǎn)品必須保證生產(chǎn)安全，同時(shí)應(yīng)檢泵周期長(zhǎng)、作業(yè)時(shí)效高。針對(duì)常規(guī)地面驅(qū)螺桿泵檢泵周期短、作業(yè)時(shí)效差、缺少井口自動(dòng)安全控制閥、時(shí)而發(fā)生砂埋管柱的情況，特開發(fā)出了液控安全閥、連續(xù)抽油桿、大通徑反洗閥等技術(shù)，內(nèi)容如下：

3.1 液控安全閥技術(shù)

3.1.1 開發(fā)說明：常規(guī)地面驅(qū)螺桿泵采油工藝的井口安全裝置只有一道手動(dòng)的半封（BOP），需要操作人員手動(dòng)進(jìn)行閥門的開關(guān)，一旦發(fā)生油氣泄漏等井口突發(fā)情況需要關(guān)斷BOP，存在發(fā)現(xiàn)慢、關(guān)閉慢的缺點(diǎn)，更重要的是此時(shí)操作人員在井口手動(dòng)關(guān)閉BOP也存在人身安全風(fēng)險(xiǎn)。而液控安全閥直接和井口控制盤相連，一旦發(fā)生井口突發(fā)狀況，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)斷井口，動(dòng)作及時(shí)、安全可靠。

3.1.2 功能：當(dāng)井內(nèi)出現(xiàn)壓力異常或控制系統(tǒng)壓力異常時(shí)，可實(shí)現(xiàn)油井自動(dòng)關(guān)斷及液控安全閥的自動(dòng)關(guān)斷，確保井口安全。

3.1.3 技術(shù)簡(jiǎn)述：液控閥主要由閥體、半封閥板、閥桿、復(fù)位彈簧、壓力調(diào)節(jié)彈簧等組成。閥體由壓力調(diào)節(jié)和壓力補(bǔ)償兩個(gè)腔室組成。油井正常生產(chǎn)時(shí)，壓力補(bǔ)償腔內(nèi)充滿高壓液壓油，油壓直接作用在閥桿后座上，在壓力的作用下復(fù)位彈簧被壓縮，閥桿帶動(dòng)閥板向外移動(dòng)，閥門打開。當(dāng)液壓油的壓力下降或被釋放掉，復(fù)位彈簧由壓縮狀態(tài)伸長(zhǎng)，推動(dòng)閥桿帶動(dòng)閥板關(guān)閉閥門。井內(nèi)的壓力會(huì)通過壓力調(diào)節(jié)腔的移動(dòng)滑塊傳遞給閥板，井內(nèi)的壓力越大，閥板的抱緊力也越大，密封壓力被不斷提高，實(shí)現(xiàn)閥體的自鎖。當(dāng)井內(nèi)壓力恢復(fù)正常后，可通過注入孔注入液壓油，使閥重新處于打開狀態(tài)。

3.1.4 技術(shù)指標(biāo)：

3.1.5 應(yīng)用情況：已在SZ36-1 D9Sa等井中成功應(yīng)用。

3.2 連續(xù)抽油桿技術(shù)

3.2.1 開發(fā)說明：常規(guī)地面驅(qū)螺桿泵技術(shù)采用的普通抽油桿每根長(zhǎng)度為8～10m，每根抽油桿通過兩端螺紋扣進(jìn)行相連，這樣海上油田每口地面驅(qū)螺桿泵油井需要用到1000～2000根抽油桿（海上油田一般泵掛斜深為900～1600m），這樣整口油井就有1000～2000個(gè)抽油桿連接點(diǎn)，由于抽油桿連接都是人工進(jìn)行操作，存在上扣力矩不均的情況，每個(gè)連接點(diǎn)都存在脫扣等風(fēng)險(xiǎn)；另外，整口井抽油桿的連接下入時(shí)間一般為5～8小時(shí)，作業(yè)時(shí)效較差。而開發(fā)出的連續(xù)抽油桿是長(zhǎng)度可定制的一體抽油桿，每口井只需要一根連續(xù)抽油桿即可，無需進(jìn)行抽油桿的連接，大大消除了抽油桿脫扣的風(fēng)險(xiǎn)，而且能顯著提高作業(yè)時(shí)效。

3.2.2 功能：傳遞扭矩，將地面驅(qū)動(dòng)裝置的扭矩傳遞至井下螺桿泵轉(zhuǎn)子，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)進(jìn)而將井液舉升至地面。

3.2.3 技術(shù)簡(jiǎn)述：連續(xù)抽油桿是長(zhǎng)度可定制的一體抽油桿，成盤放在連續(xù)抽油桿卷盤內(nèi)，根據(jù)需要一般一盤連續(xù)抽油桿長(zhǎng)度為1000～2000m。海上油田作業(yè)時(shí)，每口井只需要一根連續(xù)抽油桿即可，無需進(jìn)行抽油桿的連接，針對(duì)海上油田連續(xù)抽油桿具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：（1）無需抽油桿連接點(diǎn)，消除了抽油桿脫扣等的失效風(fēng)險(xiǎn)；（2）由于無需進(jìn)行抽油桿連接，一般一口井抽油桿下入時(shí)間約為1～2小時(shí)，相對(duì)普通抽油桿提高作業(yè)時(shí)效60%以上；（3）作業(yè)簡(jiǎn)便，節(jié)省人力；（4）水損小，消除了抽油桿接箍造成的水損；（5）由于沒有抽油桿接箍，重量比相應(yīng)的普通抽油桿柱降低8%～10%。

3.2.4 技術(shù)指標(biāo)：連續(xù)抽油桿技術(shù)參數(shù)見表1。

3.2.5 應(yīng)用情況：已在NB35-2油田、SZ36-1油田等成功應(yīng)用約20井次。

3.3 大通徑反洗閥技術(shù)

3.3.1 開發(fā)說明：由于螺桿泵定子和轉(zhuǎn)子式密封配合的，運(yùn)行中的螺桿泵一旦停泵，泵上油管內(nèi)的砂粒等固體顆粒就會(huì)沉降在螺桿泵上端，如果油井內(nèi)固體顆粒含量過多，就會(huì)造成砂埋管柱，而無法啟泵，甚至無法起出抽油桿。而為此特開發(fā)出大通徑反洗閥，安裝在螺桿泵上端，停泵后可以進(jìn)行油套環(huán)空反洗井，防止砂埋螺桿泵管柱情況的發(fā)生。

3.3.2 功能：停泵后或啟泵前，提供大通道反洗井功能，防止砂埋螺桿泵管柱。

3.3.3 技術(shù)簡(jiǎn)述：反洗閥主要有中心管、活塞、復(fù)位彈簧和調(diào)節(jié)環(huán)和上下接頭等零件可構(gòu)成，中心孔上均勻分布這過流孔。正常生產(chǎn)時(shí)，在復(fù)位彈簧的作用下，活塞頂在反洗閥的下端面上，并密封住過流孔；洗井作業(yè)時(shí)，油套環(huán)空內(nèi)注入洗井液，在洗凈液壓力下，活塞克服彈簧力等上移，露出中心管上的過流孔，洗井液從過流孔進(jìn)入油管內(nèi)進(jìn)行洗井；洗井結(jié)束后，活塞在復(fù)位彈簧力和自身重量作用下下移，重新密封住過流孔，進(jìn)而可以正常生產(chǎn)。

3.3.4 技術(shù)指標(biāo)：

密封壓力：21MPa

反洗開啟壓差：0.5～1.5MPa

3.3.5 應(yīng)用情況：已在NB35-2油田、SZ36-1油田等成功應(yīng)用約30余井次。

4 地面驅(qū)螺桿泵采油工藝在海上油田的應(yīng)用

表2為截至2015年底，地面驅(qū)螺桿泵在中海油海上油田應(yīng)用統(tǒng)計(jì)情況，總體應(yīng)用情況良好。

以NB35-2B1井為例，現(xiàn)做如下應(yīng)用情況分析總結(jié)：該井開采層位明化鎮(zhèn)（Nm），頂深為1647.1m，低深為2043m。油層有效厚度為32.8m，孔隙度為24.4%～32%，滲透率為99.8～2329.4mD，油藏壓力為11.2MPa，油藏溫度為56℃。地下黏度為2056MPa·s，井口黏度為8000～10000MPa·s。最大井斜72.86°，泵掛處井斜68°，輕微出砂，地層供液不足，地質(zhì)設(shè)計(jì)產(chǎn)液15m3/d。

針對(duì)該井大斜度、油稠等井況特點(diǎn)，采取了盡量調(diào)低泵轉(zhuǎn)速，以抽油桿載荷最小為優(yōu)先選泵優(yōu)化指標(biāo)進(jìn)行了選泵優(yōu)化設(shè)計(jì)，該井于2007年10月下入螺桿泵生產(chǎn)。在使用桿驅(qū)螺桿泵之前，NB35-2B1井一直在使用電潛離心泵進(jìn)行開采，檢泵作業(yè)頻繁，共計(jì)下入了4套電潛離心泵，平均檢泵周期只有99天。桿驅(qū)螺桿泵經(jīng)過改進(jìn)研究，下井投用以后，最終的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間超過了1500天，系統(tǒng)運(yùn)行效率達(dá)到89%，為前期所下電潛離心泵的3.7倍，運(yùn)行壽命大大提高，達(dá)到了前期所下電潛離心泵的10倍以上，最終產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為4000多萬元。

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[3] 胡才志.螺桿泵采油工藝技術(shù)在埕島油田的應(yīng)用研究

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作者簡(jiǎn)介：崔澎濤，男，中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司工程技術(shù)作業(yè)中心工程師，研究方向：機(jī)械采油。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）