一種油田用化學試劑注入裝置

牛洪媛

【摘 要】油田化學試劑注入裝置，屬于油田用井口防噴裝置領域，用于石油自噴油井、氣井和注水井等進行電纜作業時去除碳水化合物，有效預防水化合物形成的冰堵，使電纜正常作業，可有效地防止井噴事故發生，實現安全施工。

【Abstract】The injection device of oilfield chemical reagent belongs to the field of wellhead blowout preventer for oilfield， it can be used to remove carbohydrate during cable operation of the petroleum gusher， gas well and injection well， so as to effectively prevent the ice blockage caused by the water compound， and ensure the cable work properly. It can also effectively prevent blowout accidents and realize safey construction.

【關鍵詞】注入裝置 ；電纜作業；冰堵

【Keywords】injection device； cable operation； ice blockage

【中圖分類號】TE258 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）09-0170-02

1 引言

冬季野外氣溫比較寒冷，我國油田現場電纜在井口裝置內作業經常遇到冰堵。為了有效預防水化合物形成的冰堵，使電纜正常作業，可有效地防止電纜在使用中卡阻，防止井噴事故發生，實現安全施工，油田廣泛將化學試劑作為水合物抑制劑，通過注入裝置將其注入油井內，從而去除水化合物，避免化合物形成冰堵現象的發生。

而現有的應用于油田領域的化學試劑注入裝置只有化學試劑的注入口，在使用中，化學試劑注入的速度慢，注入化學試劑的量不能確定；當井口裝置完成作業后，排出管內的液體速度慢，而且排出不干凈，影響施工進度。

2 基本結構和工作原理

2.1 基本結構

該油田用化學試劑注入裝置主要由主體、連接塊、活塞、油缸、彈簧、缸蓋、橋柱、軸套等組成。主體上側出口為化學試劑注入口，外連接單向閥、彎頭和注入管線連接。主體和連接塊通過橋柱連通，用螺釘連接固定在一起，橋柱上裝兩組密封圈，分別起到主體和橋柱密封、連接塊和橋柱密封的作用。連接塊內裝軸套與油缸、活塞、軸套、彈簧和缸蓋組合在一起，軸套內為錐面結構與活塞底部錐面配合密封，軸套外有兩組密封件，使軸套和連接塊密封，密封件之間為排氣口。活塞的底圈部軸上有兩道密封圈，分別使活塞與軸套、油缸密封。油缸與連接塊之間用螺紋連接固定，油缸上有兩組密封件，使油缸和連接塊密封，兩組密封件之間為進液口。油缸內部安裝彈簧，用缸蓋把彈簧固定在油缸內部，之間用螺紋連接。活塞軸在液壓油的作用下推動活塞向上移動壓緊彈簧，使活塞和軸套錐面密封分離，氣體可從排氣孔排出。釋放液壓，活塞在彈簧的作用下向下推動活塞關閉該密封孔。彎頭與快速接頭通過密封螺紋連接。產品結構見圖1 。

其主要結構特點如下：

①該裝置包括通往油井內的主管道，分別與注入口和通氣口連通，且通氣口處設置開啟和關閉該通氣口的驅動裝置。首先通過驅動裝置開啟通氣口，將注入裝置管道內的空氣從通氣口排出，然后通過驅動裝置關閉通氣口，將化學試劑由注入口注入油井內，實現了在油井內快速注入化學試劑的目的；作業完成后，關閉井口，通過驅動裝置開啟通氣口，從通氣口輸入壓縮空氣，壓縮空氣可推動注入裝置內的殘留液體迅速且干凈地排出。

②驅動裝置為液壓油缸，液壓油缸的缸體壁上具有供液壓油進出的通液口，主管道通過支管道與軸套的內腔連通，內腔的內壁上具有通氣口，伸出液壓油缸外部的活塞桿與內腔密封配合，可在內腔內運動開啟或關閉通氣口。通過外部手動泵為通液口泵入液壓油，在液壓的作用下推動活塞桿正向運動實現了通氣口的開啟，注入裝置管道內的空氣可由通氣口排出；空氣排出干凈后，通過手動泵釋放液壓，活塞桿則反向運動實現了通氣口的關閉。

③支管道的外部設置管道保護軸套，管道保護軸套的外周面與裝置主體和連接塊的內周面密封配合，液壓油缸的一端端面與連接塊的內周面密封配合，軸套的外周面與連接塊的內周面密封配合，以上密封結構均使得注入裝置具有良好的氣密性，安全可靠。

承壓件材料為低合金鋼，化學成分、機械性能，制造工藝及硬度要求均滿足標準GB/T 22513的規定要求。在現場安裝時，上端接注脂控制頭后與防噴盒、刮繩器連接，下端連接防噴管及防噴器等井口設備連接[1]。

2.2基本原理

該裝置包括通往油井內的主管道，設置在裝置主體的內部，裝置主體通過緊定螺釘與連接塊連接，主管道與化學試劑注入口連通，化學試劑注入口處依次外接有短節、彎頭、單向閥、快速接頭和化學試劑注入管線，且彼此之間螺紋連接。

主管道通過支管道與軸套的內腔連通，即支管道的一端穿設于裝置主體內與主管道連通，其另一端穿設于連接塊內與內腔連通，內腔的內壁上具有通氣口，通氣口為出口，依次外接彼此通過螺紋連接的雙公短節、彎頭、快速接頭和氣壓管線。

內腔為錐面結構，內腔與伸出液壓油缸外部的活塞桿錐面配合，液壓油缸的缸體壁上具有供液壓油進出的通液口，通液口為出口，依次外接雙公短節、彎頭、快速接頭和液壓管線。同時，液壓油缸的內部設置彈簧，彈簧通過缸蓋固定在液壓油缸上。

通過由通液口泵入或泵出液壓油，在液壓油缸內部彈簧的彈力作用下，驅動活塞桿在內腔內作直線往復運動，從而實現通氣口的開啟或關閉。

3 操作步驟

在注入化學試劑前，為通液口泵入液壓油，在液壓油的作用下推動活塞桿向上移動壓緊彈簧，使活塞桿和軸套的錐面密封分離，開啟通氣口，氣體便可以由通氣口排出，方便后續填充化學試劑的操作更為迅速的進行。一旦有液體流出，說明注入裝置內的空氣排出干凈，將手動泵的壓力卸掉，釋放液壓，在彈簧的彈力作用下向下推動活塞桿，使活塞桿與內腔密切配合，從而關閉通氣口。

之后將化學試劑通過化學試劑注入口注入油井內，進行后續作業。作業完成后，關閉井口，釋放完注入裝置內的壓力后，為促使注入裝置內的殘留液體迅速排出，可使用手動泵為通液口泵入液壓油，開啟通氣口后從通氣口輸入壓縮空氣，壓縮空氣可推動注入裝置內的殘留液體迅速且干凈地排出。

通過液壓手動泵控制，達到密封和通風的功能，將快速接頭和液壓管線連接，通過液壓實現遠距離操控，不僅結構簡單，操作方便，安全可靠，而且使施工作業周圍環境免受污染，有利于環境保護。

4 結語

一種油田用化學試劑注入裝置，屬于油田用井口防噴裝置領域，與常規不帶液壓開啟注入短節的結構相比，化學試劑的填充操作執行更迅速，壓力測試完畢后殘留液體從井口裝置系統中排出更迅速干凈。操作使用及維修保養簡便，體積小、重量輕，安全可靠，經濟實用；目前該種結構的化學試劑注入裝置在國內技術領先，是油田在帶壓電纜作業中預防水合物形成，防止解決冰堵的理想設備。

【參考文獻】

【1】闞振江，孫愛平，李強，等.聚環氧琥珀酸用于潿洲12-1海上油田生產系統防垢[J].油田化學，2009，26（2）：159-160.