多功能儲液罐的研究與應用

倪雪寶(中油遼河油田分公司高升采油廠,遼寧 盤錦 124125)

多功能儲液罐的研究與應用

倪雪寶(中油遼河油田分公司高升采油廠,遼寧 盤錦 124125)

針對我廠部分油井措施后井口氣量較大，修井作業過程中為確保井控安全，需要向井筒內連續灌液。為節約生產成本，減少特種車輛使用頻次，我廠研究應用了可實現油、氣、水分離并連續灌液的多功能儲液罐。

儲液罐；修井作業；連續灌液；減壓分離

高采廠已經投入開發30多年，目前各區塊地下虧空嚴重，普遍存在著地層能量不足，尤其是高二、三區地層壓力僅為1～2MPa。隨著蒸汽吞吐頻次增加和火驅采油的規模化實施，汽竄、井涌等現象時有發生，給修井作業安全環保及井控工作帶來很大的隱患。為了平衡井內壓力和防止次生H2S、CO中毒，在修井作業時經常需要采取水泥車連續灌注清水的方法維持井筒液面。用水泥車組洗壓井或者連續灌液，一是會增加修井作業成本；二是在車輛緊張情況下耽誤生產。

另外，在氣舉、蒸汽吞吐放噴作業時，由于我廠修井作業現場暫無油氣分離裝置，只得直接進罐車放噴排液，這種方式存在著安全環保隱患。

為滿足修井作業現場需求，研制一種多功能儲液罐非常有必要。這種儲液罐既能解決放噴排液、儲存殘液，而且能夠減壓，實現油氣分離，避免油氣噴濺污染的難題，同時又可以連續向井內灌液保持井內壓力平衡。我廠將《多功能儲液罐的研制》作為重點科技項目進行研究。

1 多功能儲液罐的設計理念

(1)設計原則 首先，符合安全環保理念。油田修井作業屬于高危行業，各類安全環保交叉因素多，研制多功能儲液罐的一個初衷，就是滿足作業現場安全環保的需要，使在修井作業的時候不發生安全事故、環保事故和井噴失控事故。第二，簡單實用的原則。研制多功能儲液罐的最終目的是使用，結構簡單，便于操作，滿足現場使用需求，是設計的出發點和落腳點。

(2)技術路線 根據每項功能要求，研制相應的裝置，使其有機地嵌入罐體以滿足總體性能。①針對油氣井氣舉、蒸汽吞吐放噴時氣液分離減壓的需求，研制一種漏斗式分離減壓裝置，根據重力壓力相關原理，解決氣液分離減壓的問題。②針對洗壓井或者連續向井內灌液，代替小型水泥車組的需求，研究加裝一套可控式灌注泵(泥漿泵)，實現連續向井內灌液。同時又可以解決殘液存儲回收的問題。

(3)主要研究內容 ①減壓油氣分離裝置的研究。就是通過在罐內加入一套分離裝置，根據氣液重力不同的原理，使液體因重力沉降到罐內，而氣體則從出氣口排除，從而達到氣液分離的目的。②循環除氣裝置研究。在油氣分離減壓過程中，已有部分氣體排出罐內，剩余氣體可通過泥漿泵再次循環到減壓分離裝置，使氣液再次分離實現除氣。③連續灌液裝置研究。在罐體外加入一臺泥漿泵，由動力機帶動泵旋轉，實現壓送與循環液體的目的。④殘液回收裝置研究。可通過泥漿泵來實現，利用泥漿泵把殘液回收至罐內，實現殘液有效回收，達到保護環境的目的。

(4)關鍵技術 ①實現高壓氣液混合體減壓分離。②實現罐內液體自身循環脫氣。③實現連續灌注井口并能將殘液回收。

2 工作原理及基本參數

(1)工作原理 ①液氣分離減壓。當井內排出的高壓氣液混合物經過進液口進入到漏斗式液氣分離裝置內，由于從較小空間進入到較大空間內，高壓混合物壓力減小，且進入的混合物在油氣分離器內做旋轉離心運動，氣液分離，液體在重力的作用下落在罐的下方，氣體則通過上方的排氣孔排出，達到放噴時減壓液氣分離的目的。②壓井、灌注過程。在需要壓井或者灌液時，啟動泥漿泵開關，泵開始工作，將罐內的水連續不斷的打入到井內，實現作業時壓井或者灌液的目的，平衡井內壓力，防止發生井噴實現安全作業。

(3)技術指標 ①罐體的長、寬、高分別為6000mm、2780mm、1200mm，總體容積20m3；②泥漿泵：流量30m3/h，揚程19m，功率11kW；③泥漿泵附屬電機：380V，30A，防爆型；④可實現氣液分離減壓，無污染；⑤可連續灌井口、實現循環脫氣和殘液回收功能。

3 現場應用

典型應用：高18井為高18區塊一口氣井。2012年7月26 日-7月28日對該井進行補層射孔作業。該井在施工過程中需要氣舉排液，氣舉時會產生大量高壓氣液混合液，故使用了多功能儲液罐放噴。當井內排出的高壓氣液混合物經過進液口進入到漏斗式液氣分離裝置內，壓力減小，且混合物在油氣分離器內做旋轉離心運動，實現氣液分離，從而安全放噴，順利完成了該井的補層作業。

4 結論及建議

(1)多功能儲液罐是根據我廠自身實際情況，經過精心研究，量身制作的，適合現場應用，具有較高的經濟效益和社會效益，值得推廣使用。

(2)多功能儲液罐看似原理結構簡單，但卻是作業現場急需的一種配套裝置，可謂“小裝置能解決大問題”，特別適合氣舉和需要連續灌液的作業現場使用，具有緩沖氣舉時瞬間產生的高壓、實現氣液分離、平衡地層壓力的作用，保證施工作業安全，防止環境污染，符合安全環保理念。

(3)該裝置還有一些需要進一步完善的地方，例如：泥漿泵的功率需要進一步提升；如能加入兩臺攪拌器，除氣效果會更好。

[1]楊可禎，程光蘊.機械設計基礎[M]第四版.北京:高等教育出版社，2004:20-24.

[2]邱宣懷，郭可謙，吳宗澤，等.機械設計[M].第四版.北京:高等教育出版社，2003:333-358.

倪雪寶(1981- )，男，遼寧朝陽人，碩士學位，科員，工程師，研究方向：石油工程。