多功能光桿井口密封器的研制與應用

易軍　盧建強

【摘要】在油田開采過程中，90%以上使用抽油機設備生產(chǎn)，井口光桿密封器是抽油機重要的附件之一，光桿與盤根之間長時間處于干式摩擦，時間一長就會發(fā)生斷脫泄漏，影響原油生產(chǎn)，污染環(huán)境，多功能光桿井口密封器可以有效解決，具有較高的經(jīng)濟和社會價值。

【關(guān)鍵詞】光桿 密封器 環(huán)境污染 經(jīng)濟效益

一、目前現(xiàn)狀

中原在油田開采過程中，90%以上使用抽油機設備進行開采，井口光桿密封器是抽油機重要的附件之一。抽油機工作時，光桿在抽油井口中做上下往復運動，兩者之間的密封問題主要由內(nèi)部裝有盤根的密封器來實現(xiàn)。而目前光桿與盤根之間是利用產(chǎn)出的原油在光桿上形成附著油膜對摩擦面進行潤滑。由于油田處于開發(fā)中后期，原油含水不斷升高，產(chǎn)液間隙延長，油膜很難附著在光桿上，光桿與盤根之間長時間處于干式摩擦，加速了抽油光桿和盤根的磨損。同時，由于抽油機安裝誤差和井況影響，使光桿發(fā)生偏磨，也加速了盤根和光桿的磨損。光桿磨損腐蝕后負荷的不斷變化增大時容易導致光桿斷脫，發(fā)生井噴、漏油事故。濮城油田有180多口（低產(chǎn)、低能、高含水）井平均盤根使用壽命為1-3天，光桿密封器盤根磨損或光桿斷脫發(fā)生泄漏，不但污染環(huán)境，影響原油生產(chǎn)，而且增加工人的勞動強度。如何延長油田開發(fā)后期密封器盤根的使用壽命，防止光桿斷脫后發(fā)生泄漏事故，成為采油生產(chǎn)的重要課題。

二、特點

充分利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單、設計合理、密封可靠，安裝、操作簡單方便，不但實現(xiàn)了對光桿進行連續(xù)性強制潤滑和扶正，同時還實現(xiàn)了光桿斷脫后，對密封器的迅速自動封堵多功能井口密封器。新式密封器既延長了盤根和光桿的使用壽命，又防止了光桿斷脫造成的井噴事故的發(fā)生。適用于各種型號的游梁式抽油機光桿密封器，具有較大的推廣價值。

三、創(chuàng)新點

裝置由光桿密封器本體1、井口柱塞式加藥泵2、潤滑扶正塊3、防噴器16、盤根10、光桿5等部件組成（圖1），在本體的管壁上設有過油通孔6，在過油通孔6相對應的光桿上套有潤滑扶正塊3;過油通孔3通過高壓軟管7與井口柱塞式加藥泵2、機油桶連接8;密封器中心孔下部設有半圓型腔體18，半圓型腔體18上部設有凹型密封座;防噴器16呈圓管形，一端向下傾斜一定角度焊接在光桿密封器1下端外圍上，其中心孔與半圓型腔18體連同。

所述的潤滑扶正塊3為鉛青銅（ZQP630）制造的空心管狀體，其外管壁圓周中間設有梯形油槽，梯形油槽9底部中間均布有過油孔。

所述的防噴器16上端設有與其螺紋配合的壓帽15，壓帽內(nèi)周設有彈簧腔，腔內(nèi)設有螺旋彈簧19，彈簧19之下設有鋼球或非金屬球17。

四、工作原理

抽油機運行時，光桿5帶動方卡子14做上下往復運動，反復撞擊井口柱塞式加藥泵2的撞擊桿13，帶動井口柱塞式加藥泵2工作，加藥泵2將機油桶8內(nèi)的機油通過高壓軟管7、過油通孔6、梯形油槽9、過油孔10壓入潤滑扶正塊3的內(nèi)腔，對往復運動的光桿5消耗的機油進行補充，實現(xiàn)連續(xù)潤滑。同時鉛青銅（ZQP630）制造潤滑扶正塊3對上下往復運動光桿5進行扶正，防止其偏磨;當油井在生產(chǎn)中光桿斷脫時，光桿的一半掉進井筒里，一半被抽油機提出井口，此時密封器16的鋼球17被彈簧19推出，被油流推到凹型密封座18上，油就不能外噴，防止了因井噴造成的惡性事故，保護了自然環(huán)境。

五、應用情況

通過多次試驗、改進、完善，設計了抽油機多功能光桿密封器，在有關(guān)部門的大力支持下，在濮城油田問題較嚴重的兩口井安裝實驗，實驗前這兩口井盤根使用壽命平均在30小時以內(nèi)，安裝后連續(xù)運行3600小時，未出現(xiàn)盤根泄漏現(xiàn)象，使用效果顯著。該裝置鉛青銅（ZQP630）制造潤滑扶正塊安裝在盤根中間，即保障潤滑油進入光桿與盤根和潤滑扶正塊的摩擦面，又防止?jié)櫥托孤Ｓ捎诒P根和鉛青銅（ZQP630）制造潤滑扶正塊得到了有效的潤滑，防止光桿拉傷，同時又保障了光桿的對中，增加了盤根和鉛青銅（ZQP630）制造潤滑扶正塊的使用壽命，提高了開井時率。光桿斷脫時防噴器內(nèi)的鋼球可迅速對密封器進行

六、效益評價

裝置的使用延長了盤根和光桿的使用時間，減少了更換盤根、光桿和原油泄漏的次數(shù)，防止了井噴事故的發(fā)生，提高了抽油機現(xiàn)場管理水平，降低了工人的勞動強度，如果在濮城油田投用80口井。

（1）減少抽油機更換盤根和光桿停機次數(shù)，增加了開井時率，從而停機產(chǎn)量損失，預計每年可增效67萬元。

（2）安裝后的抽油機，與上年同期相比，減少更換盤根和光桿的數(shù)量，預計減少成本費用35萬元。

（3）防止因為光桿突然斷脫造成的井噴事件5次，預計減少污染賠償6萬元。

預計增效：67+35+6=108萬元。

投入費用：投用80口井，每套1600元。機油為廢機油回收利用，費用不計。投入：80×1600=12.8（萬元）。使用壽命按5年計算，每年折舊12.8÷5=2.56（萬元）。

綜合經(jīng)濟效益：108萬元-2.56萬元=105.44萬元。

在油田開采過程中，90%以上使用抽油機設備進行開采，井口光桿密封器是抽油機重要的附件之一。成果適用于各種型號的游梁式抽油機光桿密封器，具有較大的推廣價值。預計在全中原油田推廣使用年可創(chuàng)效300萬元。