三元復(fù)合驅(qū)螺桿泵井封井器組合裝置的優(yōu)化與改進

王娜娜（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

1 概況

封井器是油水井維修作業(yè)時防止井噴的安全密封裝置（圖1），可起到封井和調(diào)節(jié)光桿居中的作用。對于高溫車洗井，更換機械密封、驅(qū)動頭等日常維修作業(yè)，封井器可以保證維修過程中的安全并保護井場的環(huán)境；對于冬季回壓高的油井，封井器可以防止油壓過高刺壞密封的問題發(fā)生；因此，封井器在日常生產(chǎn)過程中對安全環(huán)保起到至關(guān)重要的作用。

封井器在使用過程中經(jīng)常發(fā)生橡膠圈變形及密封失效的問題，原有結(jié)構(gòu)發(fā)生密封失效的原因主要有三點：更換機封等易損件時，頻繁開關(guān)封井器導(dǎo)致密封失效；三元驅(qū)油井采出液含堿，易腐蝕橡膠芯子導(dǎo)致密封失效；高溫車洗井時，洗井壓力波動會導(dǎo)致密封失效；因此，封井器芯子需要經(jīng)常維護更換。常規(guī)更換封井器芯子方法是用清水壓井后進行維修更換，但在實際操作過程中存在以下問題：由于試驗區(qū)三元驅(qū)油井普遍井底壓力較高，常規(guī)維修更換方法經(jīng)常出現(xiàn)多次壓井無效或者壓不住井的情況，因此，壓井后作業(yè)面臨井底壓力突升、壓井液上返的風(fēng)險，且容易污染井場環(huán)境，不符合安全環(huán)保的要求；壓井時不僅臺班費高，壓井耗時長，而且恢復(fù)正常生產(chǎn)后還需2～3天才能將壓井液返排干凈【1】，因此整個維修工作效率低、成本高。

2 裝置的優(yōu)化與改進

為解決常規(guī)維修更換封井器時存在的上述問題，設(shè)計研制了帶壓維修式封井器組合裝置（圖2、圖3）。相比常規(guī)封井器，帶壓維修封井器組合裝置進行了如下改進：

圖1 常規(guī)封井器工程制圖

◇在封井器芯子前端增加了特質(zhì)耐高壓球閥，該球閥相比普通球閥材質(zhì)由碳鋼升級為不銹鋼，耐壓等級由1.5～2 MPa增加到6 MPa，可以有效保證維修更換封井器過程中的安全；

圖2 帶壓維修式封井器主視圖

◇新增了3道O型密封圈，密封圈由耐油橡膠制成，可以有效保護維修過程中的井場環(huán)境；

◇新增了2套導(dǎo)向鍵和導(dǎo)向套，可以防止封井器芯子偏移，在更換時始終保持對中。

改進后的封井器組合裝置不需壓井作業(yè)，相比常規(guī)封井器具有以下優(yōu)點：原封井器在維修更換時需壓井作業(yè)后多人操作才能完成，改進后的組合裝置只需2人即可帶壓進行維修更換，維修工時由原來的4～5 h縮短到0.5 h，提高了工作效率；原封井器在壓井維修更換后，需要2～3天的返排壓井液【2】時間，改進后的組合裝置避免了返排壓井液造成的產(chǎn)量損失。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

改進后的封井器組合裝置已用于第三采油廠試驗大隊北三東弱堿三元驅(qū)工業(yè)示范區(qū)現(xiàn)場的5口井中。帶壓維修封井器組合裝置投入使用后，擺脫了更換封井器芯體時對站內(nèi)、站外壓井設(shè)備的依賴。以B2-312-XX83井為例，該井目前日產(chǎn)液106.45 t，日產(chǎn)油3.85 t。之前，該井在壓井更換封井器時，曾使用4罐清水依然壓井無效，后用2罐鹽水歷時5 h才壓住井進行維修作業(yè)。在應(yīng)用帶壓維修封井器組合裝置后，從根本上解決了更換芯體不便的難題，顯著減少了維修施工時間和返排壓井液時間，提高了運行時率。

5口井應(yīng)用后的經(jīng)濟效益測算如下：改進后的封井器組合裝置價格為0.45萬元/套，年投入費用2.25萬元；縮短維修工時，無需返排壓井，年新增產(chǎn)值25萬元；節(jié)省壓井作業(yè)時水泥車和罐車的臺班費，年節(jié)省作業(yè)成本3.5萬元。應(yīng)用改進后的封井器組合裝置，5口井年可創(chuàng)經(jīng)濟效益26.25萬元。

在安全方面，由于改進后的封井器組合裝置中的特質(zhì)耐高壓球閥制作過程中經(jīng)過了淬火熱處理工藝，大幅提高了鋼的剛性、硬度和疲勞強度，使耐壓等級大幅增加，達到了6 MPa；較高的耐壓等級在面對井底壓力高和井底壓力突升的異常狀況時可以保證施工過程的安全。在環(huán)保方面，由于新增了3道耐油橡膠制成的O型密封圈，在整個施工過程中可以有效地規(guī)避井口跑油、漏油的問題出現(xiàn)，有效地保護了井場環(huán)境。

4 結(jié)論

為了解決壓井更換封井器時出現(xiàn)的低效高耗和產(chǎn)量損失問題，保證施工過程的安全環(huán)保，從結(jié)構(gòu)和性能上對螺桿泵井的封井器組合裝置進行了改進。使用改進后的封井器組合裝置可以大大縮短更換封井器的維修工時，提高了工作效率，保證了運行時率和試驗效果，并在施工過程中的安全環(huán)保方面也取得了較好的效果。