摘要:通過對國內(nèi)各油田盤根盒現(xiàn)場使用情況進行調(diào)研,發(fā)現(xiàn)常用盤根盒,結(jié)構(gòu)存在缺陷,密封性能差,為此進行了全位調(diào)偏盤根盒的研制。應用表明,該調(diào)偏盤根盒具有結(jié)構(gòu)簡單、密封可靠、使用壽命長的特點。
關(guān)鍵詞:全位調(diào)偏盤根盒;結(jié)構(gòu);應用;效果
1、盤根盒的現(xiàn)狀調(diào)查
目前國內(nèi)各油田大多數(shù)采用有桿泵抽油機這種方式開采原油,在抽油井井口,必須使用機械動密封即盤根盒來實現(xiàn)光桿的密封。普通盤根盒在井口安裝完畢后與井口中心線相對固定,無法橫向調(diào)整,理論上要求光桿與盤根盒同心,但由于抽油機安裝誤差及油井投產(chǎn)后受各種不穩(wěn)定因素影響,大部分油井抽油機懸點與井口中心很難保證同心,造成盤根與光桿發(fā)生偏磨,輕則盤根使用壽命縮短,重則光桿與“格蘭”相磨,俗稱吃光桿,使密封快速失效導致原油泄漏。
2 0 0 2 年上半年,河南雙河油田雙河區(qū)15口井平均盤根更換周期僅有12天,全年采油一廠由于盤根密封失效及停抽更換盤造成的原油損失約為 820 t,同時由于原油外泄,在不同程度上造成了環(huán)境污染和賠產(chǎn)損失 ( 2002 年上半年25 %的賠產(chǎn)是因盤根盒不密封所造成的),更為嚴重的是,光桿偏磨會造成桿管斷脫,帶來不必要的修井作業(yè)。
針對普通盤根盒易偏磨又無法調(diào)偏這一缺點,生產(chǎn)技術(shù)人員采取了多種改進措施,目前國內(nèi)在用的有球面結(jié)構(gòu)的可調(diào)偏調(diào)斜井口光桿密封器、由對稱設(shè)計的凹輪實現(xiàn)調(diào)偏的抽油機井井口調(diào)偏裝置。它們雖然都能在一定程度上起到調(diào)偏的作用,但具有結(jié)構(gòu)復雜、難以加工制造、調(diào)偏操作難度大、工作可靠性差等明顯的缺點,前者采用了球面密封的方式,裝配太緊時不易自動調(diào)偏,球面及盤根還均易磨損,極易導致密封失效,裝配太松時又會造成密封失效,所以使用效果不太理想。
后者安裝在光桿密封器下方,通過調(diào)整調(diào)偏凹輪來調(diào)整光桿的位置,強制光桿居中,在抽油過程中光桿在凹輪處彎曲,光桿易斷裂,使用壽命大大縮短,另外桿柱過重時很難保證井口調(diào)偏裝置的可靠性。
2、全位調(diào)偏盤根盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及安裝
從盡可能增大調(diào)偏距、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等要求出發(fā),筆者根據(jù)理論分析,結(jié)合多年來的現(xiàn)場經(jīng)驗研制了全位調(diào)偏盤根盒 (圖1 )。全位調(diào)偏盤根盒主要由盤根壓帽1、加力杠2、盤根壓套3、盤根盒4、盤根5、支撐墊6、調(diào)偏壓帽7、石棉墊8、連接套9 等配件組成,
盤根盒可以在調(diào)偏壓帽內(nèi)作徑向移動,通過調(diào)整它們的中心偏移量來實現(xiàn)盤根盒的調(diào)偏,合理設(shè)計盤根盒與調(diào)偏壓帽的結(jié)構(gòu)尺寸,可以達到 3Om m 的油管內(nèi)孔與光桿直徑差值這一極限偏移量。盤根壓帽與盤根盒的連接絲扣設(shè)計得比較長,可以通過控制它們的連接長度來調(diào)整補償盤根的磨損及盤根的加人數(shù)量,同時,在盤根盒下端及連接套上端制作了幾道水線,使石棉墊的密封作用得到加強。
當全位調(diào)偏盤根盒安裝好后,調(diào)偏壓帽暫時不上緊絲扣,盤根盒可以在連接套上自由徑 向移動,試抽過程中,若抽油機懸點與井口中心不在同一垂線上,抽油機帶動光桿,光桿再徑向推動盤根盒作水平方向上的調(diào)整,使盤根盒自動適應光桿的偏移量,此時緊固調(diào)偏壓帽后即可保證光桿與盤根盒同軸心,光桿與盤根盒不發(fā)生偏磨。
圖 1 全位調(diào)偏盤根盒結(jié)構(gòu)
在連接套與大四通上端油管扣連接緊固后,首先將調(diào)偏壓帽旋轉(zhuǎn)到盤根盒還能自由移動的位置,再向盤根盒內(nèi)裝入適量盤根,保證放入壓套后還有足夠的調(diào)整空間,通過加力杠旋轉(zhuǎn)盤根壓帽,將其與盤根盒連接在一起,從而將盤根壓緊于盤根盒與光桿的環(huán)形空間內(nèi),然后啟動抽油機,讓光桿上下往返1一2 次,然后在下沖程停下抽油機,待平衡塊穩(wěn)定于下死點后徹底上緊調(diào)偏壓帽,就可開抽生產(chǎn)。
正常生產(chǎn)一段時間后,盤根在與光桿的反復摩擦下必然會產(chǎn)生一定的磨損,通過加力杠轉(zhuǎn)動盤根壓帽調(diào)整盤根的壓緊程度;如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)一定偏磨時,可以停抽,待平衡塊穩(wěn)定于下死點后擰松調(diào)偏壓帽,然后進行調(diào)偏操作。
3、現(xiàn)場應用及效果
2002年下半年,全位調(diào)偏盤根盒在河南油田采油一廠對井口和懸點偏差較大的10口井進行了試用。試用前,10口井平均12天更換一次盤根。使用全位調(diào)偏盤根盒后,平均58 天更換一次盤根,較以前延長了46天,減少因管桿斷脫造成的維護性作業(yè) 12 井次。
10口井的現(xiàn)場應用表明,全位調(diào)偏盤根盒具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、容易調(diào)偏、工作可靠等優(yōu)點,能有效地避免因光桿偏磨而導致的原油漏失、環(huán)境污染、土地賠償,大大降低了光桿的斷脫率,延長了光桿使用壽命,減少了維護性作業(yè)井次,降低了作業(yè)成本及采油隊管理成本,產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益。
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