可調(diào)式摻水閥研制與應(yīng)用

劉莉 劉洪偉 劉洪濱

摘要：闡述了可調(diào)式摻水閥的結(jié)構(gòu)原理及安裝方式，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，可調(diào)式摻水閥按照安裝位置的不同分為井口可調(diào)式摻水閥和計(jì)量間可調(diào)式摻水閥。分析了安裝可調(diào)式摻水閥后的節(jié)能效果。結(jié)果表明，采用可調(diào)式摻水新工藝，可以達(dá)到對單井及計(jì)量間摻水流量的有效控制，從而更加準(zhǔn)確、合理地分配油井摻水流量，從而有效地降低總摻水量，提高摻水壓力，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，在油田的應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞：可調(diào)式；摻水閥；節(jié)能；降耗；提效

現(xiàn)在無論在井口還是在計(jì)量間，都是用閥門來調(diào)控?fù)剿康?，單井摻水用量不好掌握。一方面，因員工頻繁地調(diào)整閥門開關(guān)的大小，增加了工作勞動(dòng)強(qiáng)度，增大了工作量；另一方面，由于調(diào)整閥門的開關(guān)大小沒有一個(gè)直觀量的標(biāo)準(zhǔn)，只能憑經(jīng)驗(yàn)去操作，因此常出現(xiàn)摻水量控制不好發(fā)生冬季凍井事故。為此，采用可調(diào)式摻水新工藝可有效解決上述問題，有效防止管線結(jié)蠟。

1、可調(diào)式摻水閥的結(jié)構(gòu)及工作原理

結(jié)構(gòu)：主要由閥體、進(jìn)水部分、出水部分、水嘴、調(diào)整水量絲堵、單流活塞組成。如圖一所示：

防止出水部分堵塞加工技術(shù)要求：采用珩磨加工方式，珩磨鋼件時(shí)為0.005㎜-0.08㎜，要求高精度，達(dá)到珩磨表面耐磨損。

工作原理：來水從進(jìn)水部分進(jìn)來把單流活塞頂開，水從出水孔排出，達(dá)到控制摻水目的。當(dāng)摻水壓力較低時(shí)液體單流活塞頂回來關(guān)閉出水孔，達(dá)到單流閥目的。該閥原理是采用四個(gè)出水孔，每個(gè)孔的水嘴直徑不一樣，孔的直徑是遞增，需要大時(shí)可以打開2-3個(gè)孔的絲堵，即可增加流量，也能防止堵塞出水孔，可以精準(zhǔn)確定摻水量；閥座內(nèi)下方安裝水嘴，上方是調(diào)整絲堵，通過調(diào)整絲堵控制摻水量的大小來實(shí)現(xiàn)單井固定摻水量，最終降低了單井采油成本，保證了采油井的正常運(yùn)行。采油井可調(diào)式摻水閥不但可以精準(zhǔn)確定摻水量、節(jié)能降耗、同時(shí)降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。

適用范圍：油井，該摻水閥具有計(jì)量、限量摻水量、單流、防凍、防堵、防盜功能。該閥適用于油田各種機(jī)械生產(chǎn)油井，摻水量可在水咀1.2mm-10.2mm之間根據(jù)產(chǎn)量任意調(diào)節(jié)，需要沖洗管線時(shí)水量可放到最大。調(diào)節(jié)流量的開關(guān)操作簡便，具有流體流動(dòng)性能好、杜絕閥孔堵塞的特點(diǎn)。

流量計(jì)算：現(xiàn)在固定摻水量，摻水量節(jié)省30%左右。

體積流量、平均流速、流體質(zhì)量、通過面積等的關(guān)系式：

qv=△v /△t=Ua（流量測量技術(shù)及儀表）

qm=△m/△t=ρuA

式中qv——體積流量，m^/S、μ——流速，A ——面積，m^2 m ——流體質(zhì)量，ρ——流體的密度，Kg/m^3；t ——時(shí)間，V——流體體積

原來控制摻水量隨意性較大，摻水量較大達(dá)不到節(jié)能效果。

2、工藝安裝

可調(diào)式摻水閥按照其安裝位置的不同可分為兩種，安裝在井口的可調(diào)式摻水閥稱為井口可調(diào)式摻水閥，如圖四。安裝在計(jì)量間的可調(diào)式摻水閥稱為計(jì)量間可調(diào)式摻水閥。

3、效果分析

安裝可調(diào)式摻水閥后，轉(zhuǎn)油站的總摻水量減少，耗電量大幅下降，單井平均摻水溫度由原來的40℃，下降到36℃。有效地解決了因原摻水工藝造成的井口回壓高和出油管線堵塞問題。以一座轉(zhuǎn)油站為例，摻水泵平均壓力為1.8Mpa，裝前平均總摻水量1180m3/d，裝后平均摻水量906 m3/d，節(jié)省摻水百分率在24%。

4、經(jīng)濟(jì)效益

1）、可以實(shí)現(xiàn)摻水溫度的準(zhǔn)確控制，保持摻水溫度平穩(wěn)運(yùn)行，減少摻水流量過大而導(dǎo)致的浪費(fèi)，同時(shí)減少采油工的勞動(dòng)強(qiáng)度。目前已在一個(gè)采油隊(duì)80口井上應(yīng)用試驗(yàn)，整個(gè)采油隊(duì)全部使用，轉(zhuǎn)油站可以停一臺摻水泵，摻水泵揚(yáng)程為200m，流量為50 m3/h，效率為2.72，考慮實(shí)際運(yùn)行情況，泵的效率取78%，采用可調(diào)式摻水閥摻水新工藝后按照節(jié)約摻水量26%計(jì)算，整座轉(zhuǎn)油站全年節(jié)約電量17.28×104KW.h，預(yù)計(jì)年節(jié)約17萬元。

2）、可以減少摻水管線和出油管線管道凝堵事故的發(fā)生，給操作管理和安全生產(chǎn)帶來很大的方便，社會效益明顯。

5、結(jié) 論

1）可調(diào)式摻水閥的使用，使井口回壓穩(wěn)定，避免出油管線凝堵事故的發(fā)生。

2）可調(diào)式摻水閥成本低，現(xiàn)場安裝和操作維護(hù)方便，大幅度降低工人的操作維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度，具有較長預(yù)期使用壽命。有顯著的社會效益，在油田生產(chǎn)中大面積使用前景廣闊。

作者簡介：劉莉，采油高級技師，從事采油設(shè)備維修、故障診斷、采油安全等工作。

劉洪偉，集輸技師，從事集輸設(shè)備維修、故障診斷等工作。

劉洪濱，采油技師，從事采油設(shè)備維修、故障診斷、采油安全等工作。

（作者單位：1.黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司

第一采油廠第二油礦205隊(duì)；

2.黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司

第一采油廠第二油礦北二聯(lián)合站；

3.大慶油田有限責(zé)任公司第十采油廠第五油礦一工區(qū)）