高壓注水表自動清洗裝置的應(yīng)用

強鐵山（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

1 高壓注水表的應(yīng)用及檢定

在油田生產(chǎn)流程中，注水是作為保持地層壓力，實現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，改善油田開發(fā)效果，保證產(chǎn)量的主要手段，因此，對注入量的把控十分關(guān)鍵[1]。高壓注水表作為油田主要高壓注水管線上的流量計量儀表，能否直觀準確地反應(yīng)注入量是非常重要的[2]。由于油田注水為回注水，水質(zhì)中常含有微小的油垢、水垢、雜質(zhì)及細菌。高壓注水表長期對回注水進行計量，水表內(nèi)部普遍存在結(jié)垢、死油、雜物堆積等污染現(xiàn)象。

為保證高壓注水的準確性和可靠性，各采油廠均會定期依據(jù)中華人民共和國《國家計量檢定規(guī)程JJG-162—2007高壓注水表檢定規(guī)程》，對正在使用的高壓注水表進行檢定，通常的檢定周期為半年[3]。在高壓注水表的檢定工作中，通過對檢定不合格的故障表進行分析，可將故障原因分為以下幾類：

◇表頭損壞，主要原因為傳動齒輪磨損導(dǎo)致水表無法計量；

◇基層送檢水表前，未對水表內(nèi)部進行清理，導(dǎo)致表體內(nèi)積攢大量油垢，暫時無法正常計量；

◇葉輪損壞，造成無法修復(fù)故障[4]；

◇磁鋼退磁，或葉輪盒磁鋼與隔板下空腔內(nèi)有死油及無法清理的雜物導(dǎo)致水表誤差過大[5]；

◇葉輪結(jié)垢造成誤差，此項問題具有普遍性，多數(shù)高壓注水表均存在不同程度的結(jié)垢情況。

對以上故障原因分析后發(fā)現(xiàn)：結(jié)垢、油污污染、水表內(nèi)部清理不到位占水表故障原因的80%以上；因此，在檢定前清理高壓注水表是提高檢定合格率的重要措施。針對高壓注水表內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、拆裝難度大等實際情況，研制了高壓注水表自動清洗裝置。

2 自動清洗裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理

高壓注水表清洗裝置由清洗桶、支架、加熱器、葉輪、控制器等組成。

在注水表檢定前，將沾有污染物的水表安裝在清洗桶內(nèi)的水表支架上，在清洗桶內(nèi)加入定量的清水和洗滌劑，通過控制器對清洗水溫及清洗時間進行設(shè)定后，即可開機對高壓注水表進行清洗；水溫預(yù)熱達設(shè)定值時，電動機開始旋轉(zhuǎn)清洗水表。該裝置的結(jié)構(gòu)見圖1。

自動清洗裝置主要利用軸流沖擊原理對被污染水表進行清洗。電動機啟動后，利用電動機帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力提升水位，可將清洗桶下方的水推至上方；同時水流隨葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強大的沖擊力，可以瞬間將水表內(nèi)油污、水垢從附著面剝離，從而達到清潔目的。葉輪啟動前，加熱器能夠提前將清水及清洗劑進行加熱，以此來加速溶解水表中的油污等雜質(zhì)；利用控制器可以調(diào)節(jié)葉輪的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動時間，利用不同的水流沖擊力可以同時達到針對表內(nèi)不同部位、不同污染物的清潔目的[6]。大大降低了工人手動清理高壓注水表的工作強度，減少了因為人為操作失誤導(dǎo)致的水表報廢率。該裝置控制器可以對清洗時間、溫度、強度進行精準控制，針對不同型號、不同污染程度的注水表采取不同的針對性的清洗方式，可以采取分季節(jié)、分區(qū)塊的清洗模式，以最少的水電能耗將被污染壓力表清洗到合格標準，達到更為節(jié)能的目的。

圖1 高壓注水表自動清洗裝置結(jié)構(gòu)

3 應(yīng)用效果

高壓注水表自動清洗裝置目前已在采油一廠應(yīng)用了45套。自應(yīng)用以來共清洗送檢水表超過30 000塊，已使1500余塊污染嚴重并無法正常工作的注水表通過清洗后達到了檢定指標，使檢定合格率上升至少5個百分點。定期地對高壓注水表進行清洗也可延長其使用壽命?？鄢撗b置的生產(chǎn)成本及能耗成本外，僅減少購進新壓力表一項就節(jié)約成本70余萬元。

高壓水表屬于精密設(shè)備，長時間使用污垢會附著在傳動葉輪部位，使葉輪測量機、調(diào)節(jié)機構(gòu)、磁力傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)動出現(xiàn)誤差，增加葉輪負荷，磁鋼磁力減弱。因為污垢中含有鐵削等雜質(zhì)，致使中心磁鋼齒輪、減速齒輪的載荷增大，計量準確度等級下降；注水量增多而沒有得到計量，進而造成注水量的浪費，增加了油田開采成本。一般水表清理不徹底或不清洗測量準確度將下降一級，多增加的注水量沒有得到計量，造成的后果是油井含水上升，注入壓力升高，易造成套損。轉(zhuǎn)油站處理量增大，增加耗能。

某采油隊共有注水井104口，日配注水量為9680 m3/d，目前注水波動范圍在10%～15%左右。以注水量波動誤差10%為例，假如該采油隊每日968 m3水沒有得到計量，每注1 m3水的成本約2.5元，則968 m3水的成本約為2420元；按104口井每日平均可節(jié)約2420元計算，年可節(jié)約成本88.33萬元。

4 結(jié)論

1）自動清洗裝置體積適中，使用時不會產(chǎn)生噪聲、廢棄材料等二次污染，安全可靠，操作難度低，便易推廣。

2）自動清洗裝置使用時不需要對水表進行拆裝等易產(chǎn)生誤差的操作，能夠有效控制注水表內(nèi)部水垢的形成，不會對水表內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，不會影響水表的測量精度。

3）自動清洗裝置能耗低，工作效率高，環(huán)境適應(yīng)性強，在采油一廠的推廣應(yīng)用中已經(jīng)取得了初步成效，在油田計量儀表清洗方面具有廣闊的應(yīng)用前景。