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摘要：稠油油藏注蒸汽热采开发中,出现了井口盘根盒漏油现象,影响了油井正常生产, 对环境保护也有一定的影响。在普通盘根盒基础上研制出胶皮式防漏盘根盒和节能型光杆密封器皮带盘根盒,分析了它们各自的优缺点及现场应用情况,结果表明，2 种盘根盒节能、环保，具有一定的推广意义。
0 引言
浅层稠油油藏在注蒸汽热采开发过程中, 在油井温高、汽大、光杆偏磨等外因条件影响下, 油井盘根盒出现磨蚀、漏油,造成油田环境污染, 同时频繁换盘根盒影响油井效率, 造成人力、物力、资源的浪费。
依据稠油井井口盘根盒漏油的特征和工况,通过分析,在普通式盘根盒的基础上研制出新式井口盘根盒。目前某油田九区有 185口井安装了胶皮式防漏盘根盒, 179 口井安装了节能型光杆密封器皮带盘根盒, 取得了良好的防漏油、防污染效果。
1 稠油热采井口泄漏现状及原因分析
九区稠油油藏开采以吞吐和汽驱2 种方式进行, 该油藏具有油稠、压力大、含硫的特征, 因此普通式盘根盒( 填料是胶皮和石墨) 在现场的应用中 ,常由于光杆偏磨和受到酸性物质腐蚀等的影响造成漏油。
1. 1 盘根盒偏磨发生漏油的原因
因盘根盒偏磨造成漏油的频率较高。据统计,发生偏磨3～ 5 天后开始漏油。偏磨的主要原因是: ①长期汽驱和吞吐采油,地层亏空下陷, 造成采油树和抽油机不对中, 发生盘根盒偏磨; ②光杆在往复运动时, 悬绳器与光杆不同步, 造成偏磨; ③悬绳器人为装偏造成偏磨。
1. 2 光杆酸性腐蚀发生泄漏原因
光杆由于酸性腐蚀、受损造成的漏油情况也比较多, 光杆容易吃蚀盘根填料,主要原因为: ①光杆酸性腐蚀, 表面粗糙,容易磨损盘根填料, 使盘根的密封结构破坏; ②密封材质弹性小、耐磨性能差。
1. 3 旧式盘根盒的特点
旧式的盘根盒有 2 种,一种是石墨盘根盒,耐高温,但耐磨性差, 只使用于拌热和注汽; 另一种是胶皮盘根盒,耐磨性较好, 但耐高温差。因为 2 种盘根盒的设计缺陷, 易造成盘根盒漏油。
2 几种盘根盒的现场应用及优缺点
2. 1 胶皮式防漏盘根盒的基本结构及优缺点
基本结构: 盘根盒体的外侧做成凸缘状，安装在盘根密封随动机构中, 凸缘盘面和压盖之间装滚珠, 盘根盒压帽的一侧做成管状, 内装钢球和弹簧 , 用顶盖封口( 见图 1) 。 下端拧在闸门底座上, 在盘根密封随动机构下方装有胶皮闸门,用于更换上部盘根时密封井口。随动式胶皮闸门由 2 个上下安装的压紧盘、橡胶圈、闸门腔体和支撑体构成,上下压紧盘之间装有 O 型橡胶圈, 下面的压紧盘安装在闸门内腔底部, 闸门腔体底部呈球体状,安装在球体状的底座。
胶皮闸门密封装置只对稠油热采井换盘根时起防喷器的作用, 但是盘根盒上面的密封材料就是普通式的。
盘根结构改进: 根据河道泄洪原理, 在盘根盒顶部接一根管子,对盘根的顶部油压起到泄放作用, 然后多余的油量流到收油桶里, 这个方案是在胶皮闸门式盘根的基础上改进的,解决了泄漏污染井口的缺点。
目前对九区漏油严重的 185 口井使用新式胶皮式防漏盘根盒,使用后漏油现象明显减少, 环境保护效果显著。
2. 2 节能型光杆密封器皮带盘根盒
改进前普通式盘根填料是胶皮,改进后填料换为抽油机旧皮带( 5ZV -15J—4500),耐磨,弹性极强, 密封性比普通的好,平均寿命 1 ～ 2 a ,是普通盘根填料的 10 倍。材料便宜,使用方便。 目前在九区 179 口存在严重泄漏的油井使用节能型光杆密封器皮带盘根盒, 磨损率大大降低,漏油现象减少,环境保护效果显著( 见表 1)。
3 效果分析及评价
2007—2008 年九区普通式盘根盒更换次数频繁, 平均寿命25 d, 环境污染较严重。 安装新式胶皮防漏盘根盒后, 平均寿命135 d; 安装节能性光杆密封器皮带盘根盒后平均寿命 186 d。更换盘根频率降低, 井口污染面积明显减少。
3. 1 经济效益
截至2009 年底, 九区共安装185 口新式胶皮防漏盘根盒和 179口节能性光杆密封器皮带盘根盒。
普通式盘根盒填料费用: 6 只×( 360d÷ 25d)×12 元/只=1 036. 8 元。
新式胶皮防漏盘根盒填料费用: 6 只×( 360d ÷ 135d)×12元/只=192 元; 一次性结构改进费用 800 元/口, 使用期10 a , 每年每口 80元。
节能性光杆密封器皮带盘根盒填料费用: 旧皮带无成本; 一次性结构改进费用 2 000 元/口, 使用期 10 a ,每年每口200 元。
单井新式胶皮防漏盘根盒年节约费用: 1 036. 8 元-192元-80 元=764. 8 元。
单井节能性光杆密封器皮带盘根盒年节约费用: 1036. 8元-200 元=836元。
九区利用 2 种新式盘根盒后共节约费用: 185×764. 8 元 179×836 元=29. 113 2 万元。
3. 2 社会效益
2种新式井口盘根盒的使用, 使得更换盘根频率下降,降低了工人劳动强度和原油损失, 降低了原油落地造成的环境污染, 节约了污染治理成本。
4 结论
2种新式盘根盒完全适用于稠油热采井, 极大地提高了热采井的采油效率, 降低了采油成本,减少了原油漏失,保护了井场地貌,降低了工人劳动强度, 对采油区污染防控起到了巨大作用, 适合在油田推广使用。
参考文献
[ 1] 韩传军,张茂,陈珂,等.水龙头耐高压盘根密封及接触压力分析[ J] . 石油矿场机械, 2007, 36( 9): 50-60。
[ 2] 丁明华,张宝君,灌宏,等.一种节能型抽油机井实用盘根盒的研制[ J ] .新疆石油天然气, 2007 ,3( 2): 61-62。
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