液壓式泄油環(huán)保裝置的研究與應(yīng)用

劉勇（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

抽油機(jī)井檢泵作業(yè)時，起油管操作會將油管內(nèi)存儲的原油帶至地面，增加了大量的環(huán)保施工工作量和成本投入，并且?guī)憝h(huán)保隱患[1-6]。因此，從原油不出井筒的角度出發(fā)，研制并應(yīng)用了液壓式泄油環(huán)保裝置，在檢泵作業(yè)時通過對油管正打壓的方式開啟，使油管內(nèi)原油泄入井筒，原油不帶至地面，實現(xiàn)環(huán)保施工。

1 結(jié)構(gòu)組成與工作原理

液壓式泄油環(huán)保裝置主要由上接頭、外筒、滑套、銷釘、密封圈和泄油孔等組成（圖1、圖2），安裝在抽油泵上部。

圖1 液壓式泄油環(huán)保裝置結(jié)構(gòu)

圖2 液壓式泄油環(huán)保裝置實物

其工作原理是：在檢泵作業(yè)起完抽油桿后、起油管操作前，對油管內(nèi)正打壓，當(dāng)壓力達(dá)到滑套壓力的設(shè)定值時，銷釘剪斷，滑套向下移動至外筒底端，外筒的泄油孔漏出，油管內(nèi)原油從泄油孔泄漏到油套環(huán)空內(nèi)（圖3）。

2 試驗

室內(nèi)打壓試驗：將液壓式泄油環(huán)保裝置緊固在試驗臺上，連接快速接頭與電腦控制端，在檢查液壓管線、快速接頭和絲堵等處無清水滲漏后加壓，壓力平穩(wěn)上升至24.58 MPa時，銷釘全部剪斷開啟泄油孔，實現(xiàn)（25±0.5）MPa開啟泄油孔的設(shè)定目標(biāo)（圖4）。

圖3 工藝流程

圖4 室內(nèi)打壓試驗

設(shè)計1口作業(yè)井進(jìn)行現(xiàn)場試驗，下抽油泵時將液壓式泄油環(huán)保裝置安裝于抽油泵上部，再連接油管下入設(shè)計泵深位置（圖5）。

圖5 液壓式泄油環(huán)保裝置下入設(shè)計泵深處

恢復(fù)井口后啟動抽油機(jī)進(jìn)行井口憋壓操作，試抽1.5 min，壓力上升5.0 MPa，穩(wěn)壓10 min，壓降0.1 MPa，試抽憋壓合格（圖6）。

圖6 抽油機(jī)試抽憋壓

抽油機(jī)在試抽24 h后，抽油機(jī)運(yùn)行正常，測試功圖正常。接下來進(jìn)行液壓式泄油環(huán)保裝置開啟試驗，為取得銷釘剪斷的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行反洗井操作，將油套環(huán)空充滿液體，使油管內(nèi)外不存在液位差；之后進(jìn)行油管正打壓操作，當(dāng)壓力達(dá)到25 MPa時銷釘剪斷，壓力釋放（圖7），油管與油套環(huán)空連通。在井口壓力釋放后，進(jìn)行起油管操作，在起油管過程中，油管內(nèi)無原油帶出井口（圖8），液壓式泄油環(huán)保裝置現(xiàn)場試驗取得成功。

圖7 正打壓操作壓力曲線

圖8 起油管施工

3 現(xiàn)場應(yīng)用

液壓式泄油環(huán)保裝置用于10口井中，應(yīng)用后生產(chǎn)運(yùn)行情況穩(wěn)定。其中，1口井應(yīng)用2年后，由于開展壓裂措施進(jìn)行作業(yè)施工。該井作業(yè)施工前的泵深為1 430 m，動液面為960 m。在起出抽油桿后、起油管前對油管正打壓16 MPa時，液壓式泄油環(huán)保裝置銷釘剪斷，泄油孔開啟泄油，油管與油套環(huán)空連通，壓力釋放。這說明起抽油桿后，油管內(nèi)的液柱高度有所下降，但仍存在8 MPa左右的液柱壓差，正打壓操作16 MPa地面壓力加8 MPa液柱壓差，達(dá)到25 MPa的銷釘剪斷壓力，使其剪斷開啟泄油孔。

該井在應(yīng)用效果上，井口少產(chǎn)生污油4.3 m3，少用罐車1輛，節(jié)省防滲布200 m2，節(jié)約作業(yè)成本3 060元（表1）。現(xiàn)場應(yīng)用效果反映，液壓式泄油環(huán)保裝置與常規(guī)的投棒剪切式、錨定式、提拉式、旋轉(zhuǎn)式等泄油器相比，其密封性更加可靠，開啟更加方便，原油能夠最大限度地流入井筒內(nèi)，不帶出地面，具有廣闊的應(yīng)用前景。

表1 液壓式泄油環(huán)保裝置應(yīng)用效果統(tǒng)計

4 結(jié)論

1）液壓式泄油環(huán)保裝置能夠?qū)崿F(xiàn)油管內(nèi)原油泄入井筒內(nèi)的目的，原油不帶至地面降低作業(yè)施工的環(huán)保風(fēng)險，減少作業(yè)成本投入，減小能源浪費(fèi)。

2）液壓式泄油環(huán)保裝置正打壓的開啟方式較投桿撞擊開啟方式成功率高，同時正打壓操作可實現(xiàn)油管內(nèi)壁清洗，將附著的蠟塊清洗干凈，不再需要在地面清洗油管內(nèi)壁。

3）液壓式泄油環(huán)保裝置的應(yīng)用可以從井下實現(xiàn)作業(yè)污油少產(chǎn)生的效果，其具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、密封性能好、泄油安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，對油田實現(xiàn)環(huán)保作業(yè)施工起到一定的作用，應(yīng)用前景相當(dāng)可觀。