油水井井口油水控制装置的研制与应用

关键词：油水井 井口油水 控制    

一、创新背景

水井在生产过程中，由于抽油杆断脱、稠油、砂卡、蜡卡、结垢，作业过程中探砂面过重砂堵油管，反冲砂堵塞油管等原因，导致管柱堵塞，管柱内液体无法泄入井内时，在作业过程中，虽然采用悬吊式油水回收装置、密闭式回收器等方法回收，一部分油水没有进回收器或在冲力作用下从回收器内向外刺出，造成污染，起单根时两头有一定密封性，但是在卸油管丝扣过程中，油水从丝扣中向外刺出，造成污染，并且密闭式回收器空间小，油管内径大液量多，出液通道泄油慢，油水不断从上下密封部位刺出，造成污染。为了确保井内油水得到有效控制，减少井场污染和安全隐患，降低职工劳动强度，提高作业时效，因此，研制一种湿起油管时井口油水内控装置非常必要。

二、油水控制装置的设计与特点

创新思路：设计装置上下两端为法兰，上连自封，下接防喷器，在装置壳体内设两个翻转闸板，闸板上预留泄油孔，壳体一侧设泄油通道。关闭闸板卡住油管接箍，油管卸松后，壳体内部空间作为油水聚集点，泄油通道和闸板泄油孔作为泄流点，来实现油水控制。该装置主要上下法兰、壳体、活动闸板、泄油孔、开关操纵杆、活动侧板、活动侧板、泄油通道、接箍防倒转夹板等组成。

（一）各部件功能：

1、上法兰：上法兰连接自封，阻止壳体内油水溢出；

2、壳体：壳体内部空间作为油水聚集泄油点；

3、活动闸：便于油管接箍起出，承载管柱重量；

4、泄油孔：壳体内的油水从泄油孔流入井内；

5、开关操纵杆：打开或关闭闸板；

6、活动侧板：便于打开,更换不同型号闸板；

7、泄油通道：方便壳体内油水向外流出；

8、接箍防倒转夹板：夹持接箍，防止油管倒转。

（二）工作原理：

当湿起油管时，上提油管接箍进入装置壳体内腔，关闭闸板，下放油管接箍坐在闸板上，转动防倒转夹板加紧油管接箍，卸开油管丝扣慢慢上提一定高度，通过顶部自封的密封作用，控制了液体上返，油管内的液体从内控装置一侧的泄油通道向外、闸板的泄油孔向下引流油水，实现起管柱时无污染。

三、井口油水控制装置的创新点

提供一种湿起油管时，从内部控制油水外溢的装置，克服了现有控制方法存在的污染控制难，存在着安全隐患的缺陷，从而提高油水污染控制效果，提高生产时效，降低职工劳动强度。

1、设计合理。设计活动式闸板，便于油管接箍起出，承载管柱重量。设计油管接箍夹紧工具，防止接箍倒转，减少起下油管工序。

2、空间容积大。壳体回收油水空间大，依靠上自封密封，减少油水外溢。

3、双重泄油。设计泄油通道和闸板泄油孔引流，泄油速度快。

4、更换方便。方便更换闸板，只需卸开活动侧板，将活动闸板翻出壳体外边即可更换。

5、安全有效。闸板底座周围卡在底法兰圆面上，闸板承重大，安全可靠。

四、井口油水控制装置的工艺工作流程

一种湿起油管液体内控装置主要由上下法兰、壳体、活动闸板、闸板底座、闸板底座泄油孔、固定轴、轴承、开关操纵杆、活动侧板、泄油通道等组成。该装置壳体的上下两端连接法兰，上下法兰设有大钢圈槽、每个法兰各留有12个螺栓孔。壳体为方形体，与上下法兰留有一定高度的脖颈体；装置壳体的另外两侧留有活动侧板，并用不少于10个固定螺丝连接在壳体周边的螺母内；装置壳体内的下部，靠近活动侧板的两边设有两个有一定台阶的翻转式闸板底座，用固定轴连接壳体上；闸板底座的上端可连接不同直径的活动闸板，活动闸板留有的台阶与闸板底座的台阶相匹配，并用闸板固定螺丝固定；在两个闸板底座不受力位置各留3-5个向下垂直的泄油孔；板底座固定轴的两端设有轴承，轴承的外面安装轴承盖，用轴承盖固定螺栓固定；装置壳体外侧承重体两侧安装2-4个开关操纵杆，并与闸板底座固定轴两端连接；在壳体一侧的活动侧板中下部设有不小于内通径62mm的泄油通道。

使用时，该装置上部法兰连接自封封井器，下部法兰连接防喷器，当油管接箍进入装置内腔高于闸板时，关闭闸板，下放油管接箍坐在闸板上，卸开油管丝扣后慢慢上提一定高度（油管丝扣不出自封），通过顶部自封的密封作用，控制了液体上返，油管内的液体从内控装置一侧的泄油通道向外、闸板底座上面的泄油孔向下引流油水，从而彻底解决了湿起油管时井口污染问题。当井内油管直径规范发生改变时，则卸掉装置壳体上的活动侧板，将内部闸板翻到壳体外侧，根据井内油管规范更换匹配的活动闸板。工作原理：当湿起油管时，上面接箍连接防溢流丝堵，当上提管柱油管接箍进入装置壳体内腔，关闭闸板，下放油管接箍坐在闸板上，启动防倒转夹板加紧油管接箍，卸开油管丝扣后慢慢上提一定高度，通过顶部自封的密封作用，控制了液体上返，油管内的液体从内控装置一侧的泄油通道向外、闸板的泄油孔向下引流油水，实现起管柱时无污染。

五、现场应用

工具加工后，在对洗井未通10口井上进行试验，经过加工改进，取得了预期效果，实现了湿起管柱起油管时液体不飞溅，卸单根油管时管内液体封闭回收的目的。该装置设计合理、安全可靠，防污染效果好，应用前景广阔，具有较高的推广价值。

六、效益分析

（一）经济效益：

河口作业区每年作业各类井1200口，据统计喷起油管占10%，每年喷起油管120口左右，每口井环保治理5个人需要2小时，即5×2=10小时，每年作业120口  即120×10=1200小时/24=50天。

每天按劳务收入1.5万元计算，即50×1.5=75（万元）

每年减少喷起油管罚款按20万计算

投入加工工具5套，成本2万元，即5×2=10（万元）

经济效益合计：75+20-10=85（万元）。

（二）社会效益：

1、使用该装置保护环境，减少污染，降低作业成本。

2、使用方便，降低了职工劳动强度，改善了现场劳动环境。

3、缩短作业占井时间消除了安全隐患，符合QHSE要求。

4、提高生产时效，缩短占井周期，增加原油产量。

参考文献

[1]. 徐锦康《机械设计》北京：机械工业出版社，2001.

[2]. 朱正国《井下作业清洁生产》[J].数字化工，2005，3:35-37.