多功能光桿密封器的研制與應(yīng)用效果分析

謝玉東+許國(guó)華

摘 要：目前，抽油機(jī)常用的密封器多為雙翼膠皮閘門式、人字型盤根式等結(jié)構(gòu)的密封裝置。其功能單一、易損壞、易盜油，且光桿落井后不能防噴。為此，我們研制了多功能光桿密封器，有效地解決了密封、防噴、防偏等問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用達(dá)到了預(yù)期目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：光桿密封器 防井噴 防盜油 防偏磨

一、前言

井口光桿密封器是抽油機(jī)井重要附件之一。其主要作用是通過(guò)盤根密封器與光桿間的間隙，防止光桿在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，井內(nèi)油氣噴出井口。目前抽油機(jī)井常用的光桿密封器多為雙翼膠皮閘門式、人字型盤根式等結(jié)構(gòu)的密封裝置。在抽油機(jī)井正常生產(chǎn)過(guò)程中，這些密封裝置能夠有效的密封井口與光桿之間的間隙，但是，因其無(wú)防噴功能，當(dāng)光桿斷、脫落入井內(nèi)時(shí)，油氣就會(huì)從井口涌出，且此類密封器裝置存在易損壞、易盜油、適應(yīng)性差等問(wèn)題。

二、當(dāng)前井口光桿密封器存在的問(wèn)題

對(duì)于光桿斷、脫落入井內(nèi)的情況，由于密封裝置無(wú)防噴功能，井內(nèi)油氣涌出時(shí)會(huì)失去控制，造成油氣損失，污染環(huán)境，以及現(xiàn)場(chǎng)清理等人力物力的浪費(fèi)。對(duì)于間隙出油的井，由于缺少潤(rùn)滑裝置，存在著經(jīng)常燒盤根，停井次數(shù)增加等問(wèn)題。在井口安裝或測(cè)試等工作過(guò)程中，由于操作不當(dāng)，造成井口偏，光桿與井口不對(duì)中時(shí)，調(diào)整難度較大。對(duì)于井口嚴(yán)重不對(duì)中的井，光桿密封器嚴(yán)重偏磨光桿，造成光桿使用壽命縮短，增加了更換光桿次數(shù)，工作量加大，也延長(zhǎng)了停井時(shí)間。由于光桿密封器缺少防盜裝置，松開(kāi)盤根盒放油比較容易，常發(fā)生盜油，井口跑油等問(wèn)題。

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，我們從防噴、防盜、防偏等方面進(jìn)行綜合考慮，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，成功研制出了一種防噴、防盜、防偏多功能光桿密封器。

三、多功能光桿密封器的結(jié)構(gòu)

多功能光桿密封器防井噴、井口對(duì)中調(diào)偏、防盜與潤(rùn)滑等三部分組成，如圖1：

1、連接短節(jié)2、上下法蘭盤3、連接螺栓4、防噴盒主體5、不銹鋼彈簧卡6、防噴蓋板定位銷 7、高強(qiáng)度尼龍防噴蓋板 8、防退扣頂絲 9、一級(jí)盤根密封倉(cāng)主體 10、二級(jí)盤根內(nèi)壓帽 11、格蘭 12、壓帽 13、〇型盤根 14、油料倉(cāng) 15、〇型盤根 16、不銹鋼防噴孔 17、生產(chǎn)閘門連接管 18、二級(jí)盤密封倉(cāng)主體

1、防噴部分

主要由防噴盒主體、不銹鋼彈簧卡、防噴蓋板定位銷、高強(qiáng)度尼龍防噴蓋板、不銹鋼防噴孔、生產(chǎn)閘門連接管六部分組成（見(jiàn)附圖4、5、6、7、16、17）。

2、防盜與潤(rùn)滑部分

主要由上下兩級(jí)盤根密封倉(cāng)部分組成（均可加入〇型盤根）。上部為一級(jí)密封倉(cāng)，主要由：一級(jí)盤根密封倉(cāng)主體、格蘭、壓帽、〇型盤根四部分組成（見(jiàn)附圖9、11、12、15）。下部為二級(jí)密封倉(cāng)，主要由：防退扣頂絲、二級(jí)盤根內(nèi)壓帽、〇型盤根、油料倉(cāng)、二級(jí)盤根密封倉(cāng)主體五部分組成（見(jiàn)附圖8、10、13、14、18）。起二級(jí)密封的作用。井口對(duì)中調(diào)偏部分主要由連接短節(jié)、上下法蘭盤、連接螺栓三部分組成（見(jiàn)附圖1、2、3）。

四、多功能光桿密封器的功能

1、防井噴

當(dāng)光桿斷、脫落入井內(nèi)時(shí)，防噴蓋板在彈簧卡的彈壓下可瞬間自動(dòng)封閉防噴孔，阻止井內(nèi)和地面管線回流油氣的噴出。由于防噴蓋板、防噴孔、彈簧卡均采用高強(qiáng)度防腐材料制成，使用壽命長(zhǎng)，避免了油氣對(duì)它們的腐蝕，保證了長(zhǎng)期使用效果。

在防噴蓋板上平面設(shè)計(jì)了一個(gè)圓錐臺(tái)，保證了防噴板在關(guān)閉是順利與防噴孔同心。光桿斷、脫落入井內(nèi)油氣上頂壓力下，防噴蓋板與防噴孔間隙配合緊密，密封型好。

2、防盜與潤(rùn)滑

一級(jí)盤根密封倉(cāng)為主密封，平時(shí)可通過(guò)松緊壓帽，調(diào)節(jié)盤根松緊度，起到主密封光桿的作用。二級(jí)盤根密封倉(cāng)為副密封，通過(guò)旋緊內(nèi)壓帽壓緊〇型盤根，強(qiáng)化了井口與光桿間的密封，可在卸松一級(jí)盤根或一級(jí)盤根損壞時(shí)二級(jí)密封光桿，且具有一定扶正光桿的作用。上下兩級(jí)盤根密封倉(cāng)之間的油料倉(cāng)加注潤(rùn)滑油和防腐液后，可對(duì)光桿在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行潤(rùn)滑，同時(shí)防腐液對(duì)光桿具有一定的防腐蝕作用。

當(dāng)一、二級(jí)密封倉(cāng)主體連接旋緊后，使用內(nèi)六方扳手上緊防退扣頂絲，即使老鄉(xiāng)破壞了一級(jí)盤根，也無(wú)法卸松二級(jí)盤根，同時(shí)井內(nèi)油氣在二級(jí)盤根的密封下無(wú)法外瀉，避免了通過(guò)松盤根盒放油。由于采用兩級(jí)盤根密封，即使一級(jí)盤根正常損壞的情況下，二級(jí)盤根也可起到補(bǔ)充密封的作用。在二級(jí)盤根密封良好的情況下，可實(shí)現(xiàn)不需放空，更換一級(jí)盤根。

3、井口對(duì)中調(diào)偏

上下法蘭盤螺栓孔加工成橫向橢圓型，通過(guò)橫向移動(dòng)上法蘭盤，可對(duì)井口對(duì)中進(jìn)行部分調(diào)整，保證了井口對(duì)中率。

五、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

防噴、防盜、防偏多功能光桿密封器研制成功后，我們選取了三口井進(jìn)行了近一年的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，基本解決了松盤根盒放油，井口對(duì)中調(diào)偏、光桿斷脫井口噴油等難題，達(dá)到了預(yù)期目的。特別是在2016年12月24日，某井光桿斷脫入井內(nèi)，防噴裝置及時(shí)起到了作用，防止了井內(nèi)油氣的大量噴出，避免了對(duì)周圍環(huán)境的大量污染，減少了工人清理現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間，縮短了打撈時(shí)間，提前開(kāi)井，保證了開(kāi)井時(shí)率。

如果采油一廠抽油機(jī)井全部推廣使用，預(yù)計(jì)一年將產(chǎn)生如下經(jīng)濟(jì)效益：

根據(jù)目前通過(guò)松盤根盒盜油等統(tǒng)計(jì)，全年約300井次計(jì)算，每次損失原油按0.1噸計(jì)算，每噸為2000元，則直接經(jīng)濟(jì)損失為：300×0.1×2000=6.0（萬(wàn)元）。

全年因盜油破壞，更換盤根停井按200井/次，停井0.5小時(shí)/次，原油損失按0.2噸/井次，材料費(fèi)30元，則直接經(jīng)濟(jì)損失為：200×0.2×2000+200×30=8.6（萬(wàn)元）。

因光桿偏磨，全年按更換光桿40井次，每根光桿8000元，因停井原油損失2.0噸/井，特車費(fèi)2000元/臺(tái)班，則直接經(jīng)濟(jì)損失為：40×8000+40×2.0×2000+40×2000=56.0（萬(wàn)元）。

光桿斷、脫落入井內(nèi)，全年按10井次，更換光桿5井次，停井4小時(shí)/次，原油損失按3噸/井次，特車費(fèi)2000元/臺(tái)班，工農(nóng)賠償費(fèi)合計(jì)5000元，則直接經(jīng)濟(jì)損失為：10×3×2000+5×8000+10×2000+5000=12.5（萬(wàn)元）。

以上各種經(jīng)濟(jì)損失合計(jì)為：6.0+8.6+56.0+12.5=83.1（萬(wàn)元）。

六、結(jié)論

多功能光桿密封器具備密封、防噴、防盜、防偏等多功能合一的特點(diǎn)，成功地解決了以往抽油機(jī)井光桿密封器功能單一的問(wèn)題，基本杜絕了松盤根盒盜油、光桿偏磨，以及光桿斷、脫落入井后油氣大量外瀉等現(xiàn)象，達(dá)到了預(yù)期目的，避免了油田較大的經(jīng)濟(jì)損失，取得了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。如果在全廠推廣應(yīng)用，預(yù)計(jì)將會(huì)取得更大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。而且避免了由于不法分子的破壞，使井內(nèi)油氣外瀉，造成的環(huán)境污染等一系列問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。