螺桿泵應(yīng)急環(huán)保接油裝置的研究與應(yīng)用

宋成立 景偉 臧鑫赫

摘要：在油田開(kāi)采過(guò)程中，四連桿游梁式抽油機(jī)仍然是采油現(xiàn)場(chǎng)的主要設(shè)備，隨著油田開(kāi)發(fā)的技術(shù)進(jìn)步，螺桿泵采油設(shè)備由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)正逐步應(yīng)用到石油開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)用規(guī)模越來(lái)越大，扶余油田螺桿泵井達(dá)到1000多口，占作業(yè)區(qū)總井?dāng)?shù)的四分之一，螺桿泵輸入軸處由于密封等原因經(jīng)常發(fā)生漏油，由于滲漏的部位在軸的根部，滲漏的機(jī)油隨著軸的轉(zhuǎn)動(dòng)甩的到處都是，環(huán)保壓力很大，針對(duì)上述問(wèn)題，針對(duì)性的研究應(yīng)急環(huán)保接油裝置，2019年以來(lái)取得了較好的效果，為扶余油田安全環(huán)保生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：螺桿泵;滲漏;回收;密封;環(huán)保

1 扶余油田螺桿泵生產(chǎn)現(xiàn)狀

扶余油田位于吉林省松原市境內(nèi)，地處第二松花江和第一松花江交匯的三角地帶。區(qū)域構(gòu)造位于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)東部扶新隆起帶扶余Ⅲ號(hào)構(gòu)造上。有46%的含油面積在城區(qū)、村屯和工業(yè)園區(qū)內(nèi)，一直是環(huán)保部門關(guān)注的重點(diǎn)，安全和環(huán)保壓力比較大。

扶余油田共有油水井6709口，其中油井4600多口，地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵井1100多口，每年輸入軸軸漏油占到螺桿泵井總數(shù)的25%左右。

2 螺桿泵側(cè)軸漏油帶來(lái)的危害

2.1螺桿泵側(cè)軸漏油造成環(huán)保事故

2010年扶余油田應(yīng)用螺桿泵至今，按照25%的故障率，每年有275口左右輸入軸漏油，油田開(kāi)發(fā)是24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，由于發(fā)現(xiàn)不及時(shí)造成減速箱機(jī)油甩出3-5米遠(yuǎn)，給采油工帶來(lái)比較大的工作量，同時(shí)安全環(huán)保壓力也比較大，由此也是公司及地方環(huán)保部門的掛牌督辦的安全隱患。

2.2螺桿泵側(cè)軸漏油影響產(chǎn)油量

螺桿泵側(cè)軸漏油要組織專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行維修處理，由于隊(duì)伍不能及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，為了避免環(huán)保事故的發(fā)生，就要把設(shè)備停運(yùn)，這樣就造成設(shè)備生產(chǎn)時(shí)率的下降，影響油井產(chǎn)量，2010年至今，平均影響日產(chǎn)油能力1.2噸。

3.螺桿泵輸入軸漏失原因分析

3.1螺桿泵軸向力的影響

螺桿泵驅(qū)動(dòng)動(dòng)力主要來(lái)自電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)螺桿泵減速箱大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)固定在螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置的支架上，由于電動(dòng)機(jī)位置固定對(duì)減速箱皮帶輪始終有一個(gè)向一個(gè)方向的拉力，這樣勢(shì)必造成減速箱輸入軸密封膠圈在一個(gè)方向上受到拉力較大，使減速箱輸入軸承載一個(gè)側(cè)向力，側(cè)向力又通過(guò)軸套作用在密封膠圈上，使受力面的膠圈磨損加劇，容易造成輸入軸漏油。

3.2密封填料材質(zhì)的影響

現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)采用的密封裝置主要是普通橡膠通過(guò)模具壓制成形的盤根填料，在生產(chǎn)過(guò)程中扶余油田螺桿泵廠家有大慶、山東、鹽城等幾個(gè)廠家，各家的盤根盒也存在差異，在添加的過(guò)程中由于螺桿泵密封圈橡膠的質(zhì)量等原因造成使用周期短，容易造成漏油。

3.3螺桿泵驅(qū)動(dòng)頭震動(dòng)的影響

螺桿泵驅(qū)動(dòng)頭是通過(guò)減速箱輸出軸帶動(dòng)光桿轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)抽油的，在生產(chǎn)過(guò)程中扭矩較大，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)頭安裝在井口，由于扭矩及電動(dòng)機(jī)震動(dòng)造成的影響，使輸入軸與軸套在非常惡劣的環(huán)境中工作，造成的磨損加劇，另外由于漏失的部位正好位于螺桿泵輸入軸剎車部位，崗位員工沒(méi)有辦法進(jìn)行處理，停機(jī)就要造成減產(chǎn)，維修廠家受各種條件限制不能及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)，為此造成漏失得不到及時(shí)處理。

4.螺桿泵輸入軸漏失的應(yīng)急處理技術(shù)

4.1螺桿泵輸入軸密封膠圈治理技術(shù)

針對(duì)常規(guī)輸入軸間隙正常、磨損小的密封盒，采取添加石墨盤根填料進(jìn)行添加，利用石墨材料耐磨的特性，可以保證密封的情況下，有效的延長(zhǎng)盤根使用時(shí)間，這一技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)使用添加受技術(shù)因素的影響，必須專業(yè)維修隊(duì)伍到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)才能處理。

實(shí)驗(yàn)效果：2019年3月成果實(shí)施2口井添加，均取得了預(yù)期效果。

4.2應(yīng)用應(yīng)急環(huán)保接油裝置治理技術(shù)

（1）螺桿泵在維修運(yùn)行過(guò)程中，輸入軸漏油一直是現(xiàn)場(chǎng)的難題，也是安全環(huán)保關(guān)注的重點(diǎn)，在采油現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)漏油到專業(yè)隊(duì)伍到現(xiàn)場(chǎng)處理需要一定的時(shí)間，有時(shí)由于任務(wù)較多處理人員需要三四天才能到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，在這段時(shí)間內(nèi)，輸入軸泄露出的機(jī)油隨著軸的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，甩的到處都是，嚴(yán)重污染環(huán)境，少量的漏失在短時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)急不影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)急需一種在泄露到維修時(shí)間段，對(duì)泄露的機(jī)油做到不落地，不飛濺，進(jìn)行有效安全環(huán)?；厥铡?/p>

（2）通過(guò)研究利用上下對(duì)接密閉密封盒，上下對(duì)接通過(guò)密封膠圈對(duì)輸入軸甩油部分進(jìn)行密閉，將輸入軸聯(lián)同螺桿泵剎車裝置旋轉(zhuǎn)部分封閉起來(lái)，內(nèi)側(cè)為了防止機(jī)油甩落從側(cè)壁下流，在上下密封結(jié)合處安裝了擋油橡膠，將甩落的機(jī)油擋落到下面的密封盒里，實(shí)現(xiàn)環(huán)保接收，靠近側(cè)邊緣有控制閥門，將機(jī)油集中統(tǒng)一回收起來(lái)，在維修時(shí)將甩落的機(jī)油進(jìn)行重復(fù)添加進(jìn)減速箱，這樣可以節(jié)約機(jī)油漏失造成的損失，在日常維護(hù)巡檢過(guò)程中可以在泄露部位安裝此裝置，安全環(huán)保，還可對(duì)甩出的機(jī)油進(jìn)行回收利用（見(jiàn)圖一）。

實(shí)驗(yàn)效果：在采油隊(duì)大慶、山東、鹽城12口螺桿泵現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，平均在維修周期內(nèi)減少螺桿泵因漏失造成停產(chǎn)18天，影響原油產(chǎn)量21.6噸。

4.3應(yīng)用效果

目前該技術(shù)在扶余油田1100多口螺桿泵應(yīng)用，螺桿泵應(yīng)急環(huán)保接油裝置的研發(fā)，使扶余油田在螺桿泵輸入軸治理技術(shù)上克服了由于漏失造成待修井期間的環(huán)境污染及影響產(chǎn)量，該技術(shù)的應(yīng)用使輸入軸漏油影響產(chǎn)油量每年減少330噸，采油時(shí)率提高了0.5個(gè)百分點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)由于輸入軸漏失造成的環(huán)保隱患得以根除，員工減輕了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保清理的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)由于對(duì)機(jī)油進(jìn)行了回收利用，年回收機(jī)油825升，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)極大提高了現(xiàn)場(chǎng)管理水平。

5.結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）形成了扶余油田螺桿泵輸入軸漏油的治理技術(shù)。

（2）形成了螺桿泵井輸入軸密封石墨盤根的應(yīng)用技術(shù)，為后期延長(zhǎng)盤根的使用周期提供了可行的技術(shù)。

（3）形成了現(xiàn)場(chǎng)安全環(huán)保治理技術(shù)，通過(guò)應(yīng)急環(huán)保接油裝置的研發(fā)可以在類似的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行同理應(yīng)用，為相同的問(wèn)題提供了解決方案。

（4）提高效益是根本，通過(guò)減少停井時(shí)間就能有效提高油井時(shí)率，增加產(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋成立，鄭本祥.采油工實(shí)用讀本[M]，北京：石油工業(yè)出版社，2001.

[2]劉繪新，張鵬，熊友明.合理井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新方法研究[J]，西南石油學(xué)報(bào)，2004，26（1）：19-22.

[3]何增軍.扶余油田東區(qū)南部油水過(guò)渡帶精細(xì)油藏描述[D].東北石油大學(xué)，2011.