某高砷硫化銅錫礦浮選試驗研究

蘇林海　薛春華

摘要：文章分析了某高砷硫化銅錫礦石的特點，通過試驗對比了某廠新引進捕收劑與原捕收劑的效果。在小型試驗中，該新型捕收劑在浮選銅砷分離作業減少一次的前提下，銅精礦中銅回收率提高2.5%，品位提高了4.5%，砷品位降低了0.393%，同時粗選泡沫中錫金屬的流失減少了1.13%。

關鍵詞：毒砂；高砷硫化銅錫礦；新型捕收劑；浮選試驗；銅精礦 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD952 文章編號：1009-2374（2016）15-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.067

1 概述

海上油井一般為集中開發，其油井多為定向開發井或水平開發井，生產平臺的空間設計比較緊湊，采油方式一般采用地面設備簡單、占地面積小的開采形式，因此海上油田最常用的機械采油設備為電潛離心泵。但是因潛油電泵的特殊設計形式，其對散熱要求特別高，規范要求中的電機殼表面合理流速不低于3m/s，所以在低產液量油井，特別是產液量在50m3/d以下的生產井，潛油電泵的損壞率很小，運行壽命一般都不長。另外由于離心泵對稠油、出砂井適應性差，需要設計采用其他人工舉升方式。

為了解決電潛離心泵在低產井的使用運行相關問題，中海油基地集團采油技術服務公司立項進行了地面驅螺桿泵采油技術在海上油田低產井、大斜度井的研究應用，以解決部分稠油、出砂、低產量油井的舉升難題。

2 地面驅螺桿泵采油工藝的優點

由于螺桿泵是一種容積式泵，運行時轉速較低，適用于稠油井、適度出砂井和低產低效井，針對海上油田，其主要有如下優點：（1）桿驅螺桿泵的泵體為容積式泵，其運行時井口產出液具有穩定連續的特點，在中低產量油井具有很好的適用性；（2）井液流入性好，容積式泵體運行舉升效率高，對于稠油井、出砂井的開采具有很好的適用性；（3）平臺地面配套設備占地面積小，非常適合海上油田生產操作平臺空間緊湊狹窄的情況；（4）動力驅動裝置在地面，下井設備結構形式簡單，規避了電機浸置在井液中低產量情況下散熱不利的情況；（5）桿驅螺桿泵運行開采效率高，具有節能降耗的優點，可有效解決采油平臺供電緊張的情況。

3 地面驅螺桿泵采油工藝針對海洋油田的技術改進

海洋石油平臺安全要求高、檢泵作業成本高，要求機械采油產品必須保證生產安全，同時應檢泵周期長、作業時效高。針對常規地面驅螺桿泵檢泵周期短、作業時效差、缺少井口自動安全控制閥、時而發生砂埋管柱的情況，特開發出了液控安全閥、連續抽油桿、大通徑反洗閥等技術，內容如下：

3.1 液控安全閥技術

3.1.1 開發說明：常規地面驅螺桿泵采油工藝的井口安全裝置只有一道手動的半封（BOP），需要操作人員手動進行閥門的開關，一旦發生油氣泄漏等井口突發情況需要關斷BOP，存在發現慢、關閉慢的缺點，更重要的是此時操作人員在井口手動關閉BOP也存在人身安全風險。而液控安全閥直接和井口控制盤相連，一旦發生井口突發狀況，可以實現自動關斷井口，動作及時、安全可靠。

3.1.2 功能：當井內出現壓力異常或控制系統壓力異常時，可實現油井自動關斷及液控安全閥的自動關斷，確保井口安全。

3.1.3 技術簡述：液控閥主要由閥體、半封閥板、閥桿、復位彈簧、壓力調節彈簧等組成。閥體由壓力調節和壓力補償兩個腔室組成。油井正常生產時，壓力補償腔內充滿高壓液壓油，油壓直接作用在閥桿后座上，在壓力的作用下復位彈簧被壓縮，閥桿帶動閥板向外移動，閥門打開。當液壓油的壓力下降或被釋放掉，復位彈簧由壓縮狀態伸長，推動閥桿帶動閥板關閉閥門。井內的壓力會通過壓力調節腔的移動滑塊傳遞給閥板，井內的壓力越大，閥板的抱緊力也越大，密封壓力被不斷提高，實現閥體的自鎖。當井內壓力恢復正常后，可通過注入孔注入液壓油，使閥重新處于打開狀態。

3.1.4 技術指標：

3.1.5 應用情況：已在SZ36-1 D9Sa等井中成功應用。

3.2 連續抽油桿技術

3.2.1 開發說明：常規地面驅螺桿泵技術采用的普通抽油桿每根長度為8～10m，每根抽油桿通過兩端螺紋扣進行相連，這樣海上油田每口地面驅螺桿泵油井需要用到1000～2000根抽油桿（海上油田一般泵掛斜深為900～1600m），這樣整口油井就有1000～2000個抽油桿連接點，由于抽油桿連接都是人工進行操作，存在上扣力矩不均的情況，每個連接點都存在脫扣等風險；另外，整口井抽油桿的連接下入時間一般為5～8小時，作業時效較差。而開發出的連續抽油桿是長度可定制的一體抽油桿，每口井只需要一根連續抽油桿即可，無需進行抽油桿的連接，大大消除了抽油桿脫扣的風險，而且能顯著提高作業時效。

3.2.2 功能：傳遞扭矩，將地面驅動裝置的扭矩傳遞至井下螺桿泵轉子，驅動轉子旋轉進而將井液舉升至地面。

3.2.3 技術簡述：連續抽油桿是長度可定制的一體抽油桿，成盤放在連續抽油桿卷盤內，根據需要一般一盤連續抽油桿長度為1000～2000m。海上油田作業時，每口井只需要一根連續抽油桿即可，無需進行抽油桿的連接，針對海上油田連續抽油桿具有如下技術優勢：（1）無需抽油桿連接點，消除了抽油桿脫扣等的失效風險；（2）由于無需進行抽油桿連接，一般一口井抽油桿下入時間約為1～2小時，相對普通抽油桿提高作業時效60%以上；（3）作業簡便，節省人力；（4）水損小，消除了抽油桿接箍造成的水損；（5）由于沒有抽油桿接箍，重量比相應的普通抽油桿柱降低8%～10%。

3.2.4 技術指標：連續抽油桿技術參數見表1。

3.2.5 應用情況：已在NB35-2油田、SZ36-1油田等成功應用約20井次。

3.3 大通徑反洗閥技術

3.3.1 開發說明：由于螺桿泵定子和轉子式密封配合的，運行中的螺桿泵一旦停泵，泵上油管內的砂粒等固體顆粒就會沉降在螺桿泵上端，如果油井內固體顆粒含量過多，就會造成砂埋管柱，而無法啟泵，甚至無法起出抽油桿。而為此特開發出大通徑反洗閥，安裝在螺桿泵上端，停泵后可以進行油套環空反洗井，防止砂埋螺桿泵管柱情況的發生。

3.3.2 功能：停泵后或啟泵前，提供大通道反洗井功能，防止砂埋螺桿泵管柱。

3.3.3 技術簡述：反洗閥主要有中心管、活塞、復位彈簧和調節環和上下接頭等零件可構成，中心孔上均勻分布這過流孔。正常生產時，在復位彈簧的作用下，活塞頂在反洗閥的下端面上，并密封住過流孔；洗井作業時，油套環空內注入洗井液，在洗凈液壓力下，活塞克服彈簧力等上移，露出中心管上的過流孔，洗井液從過流孔進入油管內進行洗井；洗井結束后，活塞在復位彈簧力和自身重量作用下下移，重新密封住過流孔，進而可以正常生產。

3.3.4 技術指標：

密封壓力：21MPa

反洗開啟壓差：0.5～1.5MPa

3.3.5 應用情況：已在NB35-2油田、SZ36-1油田等成功應用約30余井次。

4 地面驅螺桿泵采油工藝在海上油田的應用

表2為截至2015年底，地面驅螺桿泵在中海油海上油田應用統計情況，總體應用情況良好。

以NB35-2B1井為例，現做如下應用情況分析總結：該井開采層位明化鎮（Nm），頂深為1647.1m，低深為2043m。油層有效厚度為32.8m，孔隙度為24.4%～32%，滲透率為99.8～2329.4mD，油藏壓力為11.2MPa，油藏溫度為56℃。地下黏度為2056MPa·s，井口黏度為8000～10000MPa·s。最大井斜72.86°，泵掛處井斜68°，輕微出砂，地層供液不足，地質設計產液15m3/d。

針對該井大斜度、油稠等井況特點，采取了盡量調低泵轉速，以抽油桿載荷最小為優先選泵優化指標進行了選泵優化設計，該井于2007年10月下入螺桿泵生產。在使用桿驅螺桿泵之前，NB35-2B1井一直在使用電潛離心泵進行開采，檢泵作業頻繁，共計下入了4套電潛離心泵，平均檢泵周期只有99天。桿驅螺桿泵經過改進研究，下井投用以后，最終的設備運轉時間超過了1500天，系統運行效率達到89%，為前期所下電潛離心泵的3.7倍，運行壽命大大提高，達到了前期所下電潛離心泵的10倍以上，最終產生的經濟效益為4000多萬元。

參考文獻

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[2] 姚春東.石油礦場機械[M].北京：石油工業出版

社，2012.

[3] 胡才志.螺桿泵采油工藝技術在埕島油田的應用研究

[J].中國海上油氣（工程），2003，15（2）.

作者簡介：崔澎濤，男，中海石油（中國）有限公司天津分公司工程技術作業中心工程師，研究方向：機械采油。

（責任編輯：秦遜玉）