液壓式泄油環保裝置的研究與應用

劉勇（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

抽油機井檢泵作業時，起油管操作會將油管內存儲的原油帶至地面，增加了大量的環保施工工作量和成本投入，并且帶來環保隱患[1-6]。因此，從原油不出井筒的角度出發，研制并應用了液壓式泄油環保裝置，在檢泵作業時通過對油管正打壓的方式開啟，使油管內原油泄入井筒，原油不帶至地面，實現環保施工。

1 結構組成與工作原理

液壓式泄油環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 液壓式泄油環保裝置結構

圖2 液壓式泄油環保裝置實物

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

2 試驗

室內打壓試驗：將液壓式泄油環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，壓力平穩上升至24.58 MPa時，銷釘全部剪斷開啟泄油孔，實現（25±0.5）MPa開啟泄油孔的設定目標（圖4）。

圖3 工藝流程

圖4 室內打壓試驗

設計1口作業井進行現場試驗，下抽油泵時將液壓式泄油環保裝置安裝于抽油泵上部，再連接油管下入設計泵深位置（圖5）。

圖5 液壓式泄油環保裝置下入設計泵深處

恢復井口后啟動抽油機進行井口憋壓操作，試抽1.5 min，壓力上升5.0 MPa，穩壓10 min，壓降0.1 MPa，試抽憋壓合格（圖6）。

圖6 抽油機試抽憋壓

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

圖7 正打壓操作壓力曲線

圖8 起油管施工

3 現場應用

液壓式泄油環保裝置用于10口井中，應用后生產運行情況穩定。其中，1口井應用2年后，由于開展壓裂措施進行作業施工。該井作業施工前的泵深為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，液壓式泄油環保裝置銷釘剪斷，泄油孔開啟泄油，油管與油套環空連通，壓力釋放。這說明起抽油桿后，油管內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，達到25 MPa的銷釘剪斷壓力，使其剪斷開啟泄油孔。

該井在應用效果上，井口少產生污油4.3 m3，少用罐車1輛，節省防滲布200 m2，節約作業成本3 060元（表1）。現場應用效果反映，液壓式泄油環保裝置與常規的投棒剪切式、錨定式、提拉式、旋轉式等泄油器相比，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，不帶出地面，具有廣闊的應用前景。

表1 液壓式泄油環保裝置應用效果統計

4 結論

1）液壓式泄油環保裝置能夠實現油管內原油泄入井筒內的目的，原油不帶至地面降低作業施工的環保風險，減少作業成本投入，減小能源浪費。

2）液壓式泄油環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油管內壁清洗，將附著的蠟塊清洗干凈，不再需要在地面清洗油管內壁。

3）液壓式泄油環保裝置的應用可以從井下實現作業污油少產生的效果，其具有結構簡單、操作方便、密封性能好、泄油安全可靠等優點，對油田實現環保作業施工起到一定的作用，應用前景相當可觀。