新型卸載工具實現增產增效
時間：2016-02-01 17:16
來源：
作者:畢新忠 / 中石化勝
傳統的卸載荷操作是將光桿上的卸 載荷卡子下移至光桿的有效沖程內，啟 動抽油機在光桿卸載卡子運行至井口上 方時停機，利用平衡塊的慣性，卸載荷 卡子與井口撞擊后，懸繩器與光桿載荷 卡子分離，迅速剎緊剎車，從而達到抽 油機卸載荷的目的。該工具存在多項缺 點，表現為卸載荷卡子與井口撞擊時對 井口形成巨大的沖擊，將卸載荷卡子下 移至光桿有效沖程內，抽油機毛辮子左 右受力不均勻。此外，卡子牙對光桿形 成一定的點狀損傷。技師通過技術攻關 研制出新型卸載荷工具，將抽油機載荷 的剛性卸載改為柔性卸載，有效地減少 了油井剛性卸載所造成的弊端，實現了 增產增效的目的。
常用卸載工具的短板
日常的油井生產過程中，需對抽油 機進行卸載荷操作，如正常油井測試、 安裝更換自動化載荷傳感器、更換毛 辮子或毛辮子不正時進行調整、油井 校機、調整沖程或更換曲柄銷、調整 防沖距或碰泵等工序時必須的先期操 作。卸抽油機載荷后使抽油機處于無 載荷狀態(tài)，從而進行其它工序的施工。 傳統的卸載荷操作存在一些缺點，缺 點如下所示。 卸載荷卡子與井口撞擊時對井口形 成巨大的沖擊，抽油桿柱在突然變速的 情況下，上部停止運動而向下的慣性使 桿柱發(fā)生彈性變形造成桿柱疲勞極易出 現故障， 巨大的沖擊力使井口出現偏轉， 特別是調偏井口因本身不與井口中心四 點一線，易出現漏油現象；抽油機卸載 荷操作后、操作更換毛辮子或毛辮子不 正時，因抽油機上部的調整盤移位，毛 辮子的彈性變形等原因。懸繩器會出現 一側高一側低現象，造成抽油機毛辮子 左右受力不均勻，而調整則需操作人員 上至抽油機驢頭進行調整盤調整，這樣 每調整一次便需卸載荷一次，多次反復 停井人工反復上下抽油機，費時費力增 加產量損失及設備桿柱故障的頻次；卸 載荷操作時，將卸載荷卡子下移至光桿 有效沖程內，卡子牙對光桿形成一定的 點狀損傷。卸載卡子出現未打牢固或井 下載荷過大造成卸載荷卡子滑脫現象， 光桿的損傷便由點狀損傷變成上下的條 狀損傷，卸載荷操作完成后需用銼刀對 光桿進行修復。光桿本身與井口盤根形 成密封，因光桿的損傷，造成密封性能 的下降，大大縮短光桿的使用壽命甚至 報廢。
研發(fā)新型卸載工具
技師通過研究發(fā)現，油井泵掛按兩 千米泵深、44 毫米泵徑計算，靜止管 桿液柱載荷在 7 噸左右，在抽油機運 轉過程中突然停止，載荷加上慣性力 沖擊力最小載荷大于 10 噸是造成故障 的主要原因，而樁西采油廠油井泵掛 深度大于 2,000 米的更不在少數，載 荷更大。技師研制出新型卸載荷工具， 過程如下所示。 上下方各安裝一個接觸平面，下接 觸面直接放置在井口盤根盒上方，上 接觸面與卸載荷卡子接觸，中間部位 是光桿無法移動，為保證載荷的重力 垂直中間需為光桿留出空間，保證安 全情況下需桿柱載荷上下位置，中間 設計為一組小間隙配合套裝的鋼管高 度 30 厘米（行業(yè)標準卸載荷卡子安裝 要求 10~20 厘米之間），二套裝管側 面開 30 毫米卡槽 （光桿直徑 28 毫米） 。 安裝時利用卡槽開口將光桿放置在中 間，通過旋轉將光桿卡槽封閉，保證 光桿脫出的危害。選用抽油機機型調 查多數采用12型機， 個別采用14型機。 14 型機最大設計理論載荷 14 噸，按實 際載荷為理論載荷 80% 計算實際載荷 為 11.2 噸。 運用自動化監(jiān)控裝置摸排， 結果顯示現場油井最大載荷未超過 12 噸。選用的頂舉部分實際載荷按理論 載荷的 60% 計算，設計的頂舉部分的 頂舉力為 20 噸。頂舉采用兩側平衡頂 舉，左右兩側分別安裝一個 10 噸液壓 缸；為保證液壓缸的相對位置固定及 在安全生產前提下施工，液壓缸下部 鉆套 M10 螺栓進行固定，保證液壓缸 相對位置。 液壓動力部分主要為手動液壓泵， 一個二通液壓分配閥和二根分配液壓 管組成。頂舉部分兩液壓缸必須同時上 升或同時下降，才可保證抽油機卸載荷 操作時，光桿兩側的受力均勻實現平 穩(wěn)操作，保證現場操作人員安全及光 桿不會彎曲，在液壓泵后側加裝一個 二通液壓分配閥，通過設備對液壓泵 液壓油進行平均分配。根據現場工作量 調查及卸載荷目的，卸載距離最大的主 要是安裝載荷傳感器、測試時安裝載 荷傳感器及安裝光桿卡子等幾項工作， 最大要求卸載距離為 10 厘米，液壓泵 選型時必須保證最大上舉距離 15 厘米 的兩個10噸液壓缸的供油及壓力要求。 為保證地面的液壓泵與井口兩液壓缸 的連接，通過現場調查距離主要取決于 井口高度，現場距離最大的為注采 301 站的樁古 44 井為 1.6 米，選擇兩根 3 米液壓管進行連接。 操作時將抽油機停在近下死點的合 適位置，將本裝置的卸載荷支撐位移部 分，通過預留的卡槽將光桿套裝在裝置 內，裝置的下平面座在井口，上平面與 卸載荷卡子接觸，轉動卸載荷支撐位 移部分的上接觸面將預留的卡槽封死， 將二通液壓分配閥上的出液液壓管與 液壓缸連接，液壓泵與二通液壓分配閥 主管來液連接，這樣加壓手動液壓泵， 液壓壓力通過二通液壓分配閥的平均 分配，經液壓管均勻的傳遞至兩液壓 缸，液壓缸上頂卸載荷支撐位移部分 上平面，將光桿通過安裝在其上的卸 載卡子上移，達到抽油機懸繩器卸載 的目的。
實際應用實現降本增效
新型卸載工具于 2014 年 12 月研 制成功，液壓卸載方法的實現，消除 了傳統卸載的缺點。2015 年初選注采 304 站進行了試驗。經過對比樁西采油 廠 2015 年 1~9 月桿斷脫躺井 23 井次， 2014 年同期桿斷脫躺井 31 井次減少 8 井次，減少因躺井造成的產量損失 105 噸，減少因光桿損壞造成盤根密封不嚴 的更換光桿 12 井次。2015 年 1~9 月 在 64-10、120-4、104-8 等 103 口 井通過推廣該工具進行更換毛辮子、測 試、更換載荷傳感器等操作，共計節(jié)約 用時 3,986 分鐘，累計減少產量損失 26 噸。 通過抽油機卸載荷方式的改變，桿 斷脫的頻率隨著時間的延長還會有大幅 下降，形成良性循環(huán)。此方式不但減少 了抽油機井的油桿斷脫頻次，而且提高 了抽油機開采效率，增加了產量，創(chuàng)造 了效益，而且延長了油井免修期，減少 了作業(yè)工作量，節(jié)約了作業(yè)成本，保護 了環(huán)境，促進了綠色低碳戰(zhàn)略的實施， 綜合效益顯著。通過減少躺井和其它各 操作項，2015 年 1~9 月累計增油 131 噸，按照勝利油田分公司樁西采油廠的 綜合單位成本 1,551.69 元 / 噸計算， 增油產出成本為 20.33 萬元。平均單臺 卸載荷裝置液壓配件購置成本 0.15 萬 元，加工費用 0.1 萬元，合計每套成本 0.25 萬元，全廠推廣 12 套，合計增加 成本 3 萬元。項目技改實施后，裝置減 少產量損失 3 個月累計 131 噸，2015 年噸油價格按照 4,000 元 / 噸計算， 增 加 效 益 為 131 噸 ×4,000 元 / 噸 =52.4 萬元。 新型卸載工具將抽油機載荷的剛性 卸載改為柔性卸載，減少油井剛性卸載 所造成的弊端，實現增產增效的項目在 整個油田開發(fā)過程中的抽油機井上具有 很大的推廣價值，大幅提高了油井桿管 的使用壽命，減少卸載荷相關操作的停 井時間，減少停井產量損失，創(chuàng)造持續(xù) 效益。作業(yè)維護頻次的減少，降低了維 護作業(yè)成本，綜合效益顯著。
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