抽油杆刮油防喷装置的研究与实践

   抽油杆刮油防喷装置的开发研制,集成了抽油杆刮油器的刮油去污功能和抽油杆防喷器的防喷功能,可以从根本上解决热采、转下泵、检泵井在起、下抽油杆过程中突发汽窜井喷造成的环境污染和人员烫伤问题,该装置在国内还属于空白,是修井作业行业当中较为先进的技术,在辽河油田稠油区块及国内稠油市场,具有相当好的市场前景,特别是在稠油区块逐步进行蒸汽驱开采及对环境保护越来越重视的时期,该装置是修井作业行业不可或缺的起下抽油杆刮油防喷装置,该文详细的阐述了抽油杆刮油防喷装置研制的背景、技术原理、创新点、试验情况及应用前景。 
  关键词油田 抽油杆 刮油防喷 研究 实践 
  一、研究内容及解决问题 
  按照修井作业施工技术操作标准的求,热采、下泵、检泵井起、下抽油杆施工过程中必须安装抽油杆刮油器,防止落物和污染环境。但是在起、下抽油杆施工过程中遇到突发性汽窜井喷,抢喷时必须先拆卸抽油杆刮油器,才能安装防喷盒或抽油杆抢喷接头进行抢喷。由于汽窜井喷,井内瞬间喷出大量高温、高压汽流,使操作人员难以靠近,很难进行抢喷,往往会造成环境污染和人员烫伤事故,甚至会发生井喷失控事故,造成重大经济损失。 
  为了防止和杜绝以上事故的发生,我们结合现有的抽油杆刮油器和油管防喷器的结构和原理,研制开发了油井抽油杆刮油防喷装置。该装置将从根本上解决热采、转下泵、检泵井在起、下抽油杆过程中突发汽窜井喷造成的环境污染和人员烫伤事故及井喷事故。目前该装置在国内还属于空白,是修井作业行业当中较为先进的技术,在辽河油田稠油区块及国内稠油市场,具有相当好的市场前景。特别是在稠油区块逐步进行蒸汽驱开采及对环境保护越来越重视的时期,该装置将是修井作业行业不可或缺的起下抽油杆刮油防喷装置。 
  二、关键技术 
  1. 技术原理 
  该装置由上壳体、丝扣头、刮油密封胶芯、单闸板多级抽油杆防喷器密封胶芯、闸板、丝杠、手动摇臂、下壳体、丝扣头等组成。其工作原理为在准备起、下抽油杆时,首先用抽油杆引杆把抽油杆刮油防喷装置安装在采油树上,采用卡箍连接方式。安装好后,应至少开关闸板一次,确认正常后方可作业。正常起、下抽油杆前,防喷器闸板必须开到位,防止起、下时刮坏闸板。正常起、下抽油杆时,该装置的抽油杆刮油器起到密封、刮油、防污染功能。当遇到突发汽窜井喷时,通过手动摇臂快速顺时针方向旋转单闸板两侧丝杠11圈使防喷器胶芯抱紧抽油杆本体,即可关闭抽油杆与油管环空,达到密封状态,这时可以放喷或洗压井,从而控制住井喷,为下步工作做好必准备。 
  2.创新点 
  2.1该装置刮油器部分优化刮油胶芯结构和材料,优化刮油胶芯腔室结构,使其胶芯使用寿命大大增加,密封、耐磨强度非常高。 
  2.2该装置实现了抽油杆刮油器与防喷器的优化组合,结构合理,安装方便,抢喷速度快。 
  2.3该装置对防喷器闸板和密封胶芯进行了优化设计,不用更换便可以实现对不同规格抽油杆的密封,从而达到防喷目的。 
  三、现场实施情况 
  我们研制开发的抽油杆刮油防喷装置四季度和一季度在2口井作业施工现场进行了试验。
  12月29日在102队施工的曙1-106-203检泵井作业施工现场进行了第一口井的现场试验。该井泵深1019米,抽油杆共计116根,其中Φ36mm空心杆88根,Φ19mm抽油杆28根。该装置通过抽油杆引杆安装好后,上提抽油杆通过抽油杆刮油器,抽油杆本体表面无附油,刮油效果非常理想。起出全井抽油杆后,经验证抽油杆刮油胶芯完好无损。作业工人感到非常满意,刮油干净,操作轻便。对该装置的防喷闸板进行了压力试验,首先通过正旋转两侧手动摇臂11圈闸板抱紧抽油杆本体,试压15MPa,10Min压力不降。 
  1月12日在102队施工的曙4-08-11C检泵井作业施工现场进行了第二口井的现场试验。该井泵深994米,抽油杆共计118根,其中Φ22mm抽油杆52根,Φ19mm抽油杆66根。当最后起到Φ19mm抽油杆时,负荷小,起杆速度较快,接箍处下部有少许附油,但抽油杆胶芯依然完好无损。 
  通过两口井的现场试验,共起下各种规格抽油杆294根,刮油器胶芯完好无损,实现了清污刮油的目的。通过对抽油杆防喷器的现场试压,验证了防喷器闸板密封性能好,防喷能力强,达到了设计求,最终现场试验成功率100%。 
  四、结论 
  1.抽油杆刮油防喷装置的开发研制集成了抽油杆刮油器的刮油去污功能和抽油杆防喷器的防喷功能。可以从根本上解决热采、转下泵、检泵井在起、下抽油杆过程中突发汽窜井喷造成的环境污染和人员烫伤问题。 
  2.该装置刮油器的特制胶芯密封、耐磨性能好,强度高,使用寿命大大增加。 
  3.该装置体积小,重量轻,安装方便,安装后高度适中,抢喷速度快,优化后的抽油杆防喷器胶芯,不用更换便可以实现对不同规格抽油杆的密封。即操作方便,功能不减。 
  4.目前该装置在国内还属于空白,是修井作业行业当中较为先进的技术,在辽河油田稠油区块及国内稠油市场,具有相当好的市场前景。特别是在稠油区块逐步进行蒸汽驱开采及对环境保护越来越重视的时期,该装置将是修井作业行业不可或缺的起下抽油杆刮油防喷装置。 
  总之,我们结合现场实际,不断改进和完善此技术,形成了具有核心竞争力的技术,该技术到目前为止,在抽油杆施工过程中未发生一起井喷和环境污染事故,该装置在国内技术领域算得上修井作业行业当中较为先进的技术,在辽河油田稠油区块及国内稠油市场,具有相当好的市场前景。