井口控制装置（精选9篇）
井口控制装置 篇1
间抽控制装置分为三个部分:液面测试单元、通讯控制单元和数据传输单元。液面测试单元主要通过一个高压胶管与油井套管口连接, 作为液面测试声波信号的通道, 液面测试采用亚声波作为回波信号, 信号源采用套压差释放技术。在套压高情况下, 液面测试仪控制内部的电磁阀门瞬间释放套管气, 并通过设备机械发生机构发出亚声波;在无压或负压情况下, 液面测试仪启动内部的高压脉冲泵产生脉冲气压, 并使脉冲气压通过设备的机械发生机构发出亚声波[1]。通讯控制单元主要实现远程抽油机井启停控制, 数据传输单元主要对测试数据进行远程传输, 实现远程访问。
1 试验目的
合理的间抽周期是保证油井获得最大经济效益的关键, 对间抽周期的摸索主要通过现场低压测试实现, 存在的问题是测试点少, 间抽周期不合理, 需要在生产过程中反复摸索, 多次调整间抽周期。间抽控制装置能实现液面的连续测试, 精确确定间抽周期, 确保间抽井获得最大的经济效益。
现场部分井安装了双功率电动机, 当用高速高冲速生产时, 沉没度偏低。油井长期处于低沉没度状态生产, 容易导致泵漏失或杆断[2]。当油井用低速低冲速生产时, 沉没度偏高, 地层能量没有得到合理应用;因此, 考虑这类井实施双功率电动机动态管理, 摸索合理的调速周期, 以便油井在一段时间内用高速生产, 一段时间内转为低速生产, 这样既可以保证地层能量得到合理应用, 油井产量提高, 同时又能保证抽油泵在合理的状态下生产, 避免泵漏失或杆断而增加生产成本。
2 现场试验
现场选取3口井进行试验, 其中2口井用于间抽井间抽周期摸索, 连续生产时平均动液面905 m, 沉没度25 m, 流压3.14 MPa。1口井用于调速试验, 该井冲速8.6 min-1 (高速) 生产时, 动液面848 m, 沉没度48 m;冲速5.8 min-1 (低速) 生产时, 动液面357 m, 沉没度539 m, 可以通过双功率电动机动态管理, 增加原油产量, 确保油井在合理沉没度下生产, 延长检泵周期。
2.1 液面变化快油井的试验效果
从现场实施情况看, B1-10-B275井原来的间抽周期为开2天关3天。安装间抽控制装置后, 观察液面变化情况, 开井生产时动液面稳定在906 m左右。关井后观察液面变化情况, 关井初期液面恢复速度为1 h上升超过100 m, 后期液面平均恢复速度是1 h上升不足10 m, 1天内液面恢复速度为1 h上升27 m;当液面恢复到140 m时恢复速度缓慢, 采集数据显示, 液面在140 m左右稳定9 h (图1) 。
B1-10-B275井间抽后开井生产, 液面平均下降速度为每小时下降121 m, 7 h液面下降至871 m (图2) 。根据液面曲线变化, 寻找拐点位置为该井实施间抽生产的最佳经济效益点, 间抽周期调整为开2天关2天。
2.2 液面变化缓慢油井的试验效果
B3-5-B83井原有的间抽周期是开3天关4天, 通过间抽控制装置观察液面变化情况, 动液面恢复缓慢, 液面平均恢复速度每小时5 m, 关井8天动液面才上升到284 m (图3) 。从上升速度看, 在关井第5天时液面上升到360 m, 之后液面上升速度缓慢。
开井生产后, 液面平均下降速度为每小时23 m, 因此该井的间抽周期由原来的开3天关4天调整为开2天关5天 (图4) 。
2.3 调速试验效果
B3-5-B80井在冲速为5.8 min-1稳定生产时沉没度为449 m, 之后将其转为8.6 min-1生产, 生产稳定后, 沉没度为48 m。之后, 该井的生产状态调整为高冲速生产7天, 低冲速生产9天 (图5) 。
3 存在问题及解决方法
3.1 液面升至井口导致仪器因冻堵而损坏
当井口闸门关不严, 油井关井时间过长, 液体通过高压胶管进入控制箱内的测试单元, 影响测试效果, 导致测试设备失灵, 严重时会损坏仪器。解决方法如下:
1) 在井口安装闸门, 当油井热洗时关闭闸门, 避免热水进入高压管冻堵仪器。
2) 在摸索关井周期时, 当液面快升至井口时, 及时关闭井口闸门。
3) 冬季生产时在高压胶管外加伴热带, 避免液体进入高压胶管发生冻堵现象。液面接近井口时, 套管气中含油水浓度偏高, 油水进入高压胶管冷凝, 积液过多, 通过控制箱内的放空阀手动排空胶管内液体。
3.2 液面监控过程中容易出现突变点
间抽控制装置通过网络查看动液面变化情况, 但在实施过程中, 出现液面突变点现象频繁, 应根据单井的生产状况, 分析液面突变点产生的原因, 由系统管理员选择合理液面波进行人工校正。
3.3 液面测试存在误差
由于间抽控制装置在测试动液面过程中没有对声速进行精确计算, 输入声速为平均值, 装置测试液面与低压测试仪测试的数据有误差, 可将低压测试仪测出的声速值输入间抽控制仪, 对液面数据进行校正, 减少液面误差。
4 经济效益评价
4.1 节电
B1-10-B275井正常生产时日耗电213 k Wh, 关井后再起抽时日耗电247 k Wh, 一个间抽周期内节电率为42.02%。
B3-5-B83井正常生产时日耗电165 k Wh, 关井后再起抽时日耗电182 k Wh, 一个间抽周期内节电率为68.48%。
B3-5-B80井低速运转时日耗电106 k Wh, 关井后再起抽时日耗电155 k Wh, 低速运转较高速运转节电率为31.61%。
4.2 原油产量
B1-10-B275井按原有的间抽周期开2天关3天生产时, 一个周期内产油量减少1.91 t, 影响油比例为19.39%。新的间抽周期调整为开2天关2天后, 一个周期内产油量增加0.06 t, 增油比例为0.76%, 间抽生产基本不影响产量。与原来相比, 新的间抽周期更合理。
B3-5-B83井间抽周期为开2天关5天, 由于该井液面恢复缓慢, 关井时间较长, 一个间抽周期内产油量损失为41.57%, 实施间抽生产从产油的角度评价为负效益。
B3-5-B80井在高冲速下生产时较低冲速下生产日产液高43.16%, 由于不同生产参数下的周期合理, 动液面保持合理水平, 油井的日产液量增加, 实现了油井精细管理。
5 结论与认识
1) 新型井口间抽控制装置克服了井口安装气枪测试动液面时易出故障的弊病, 通过液面测试单元实现了动液面测试, 根据液面变化实现抽油机间抽的起、停控制。
2) 动液面精度是保证井筒内液体不被抽空的关键, 因此在安装设备后, 需要校正单井音速, 以保证动液面数据准确。
3) 当油井液面升至井口后, 如果不及时开井容易导致灌枪, 无法继续进行液面测试, 因此现场管理需要注意液面不要升至井口。
摘要：现场部分油井参数调整至最小也无法满足生产需求, 因此低沉没度抽油机井实施间抽生产, 原有的间抽周期确定方法简单、不精细, 间抽现场管理无法实现实时跟踪。新型井口间抽控制装置通过液面的连续监测达到精确确定开、关井的目的, 数据的实时监测可以监督间抽制度是否执行到位, 实现全过程跟踪管理;同时利用该装置可以实现双功率电动机动态精细管理, 既可以保证地层能量得到合理应用, 提高油井产量, 又能保证抽油泵在合理的状态下生产, 避免泵漏失或杆断而增加生产成本。
关键词：井口控制装置,间抽周期,液面测试单元,突变点
参考文献
[1]李明, 樊军, 何英, 等.抽油机智能间抽设备的研制[J].机械研究与应用, 2006, 19 (2) :100-101.
[2]向瑜章, 梁广江.抽油机智能间抽技术的开发与应用[J].石油钻采工艺, 2004, 26 (4) :68-70.
井口控制装置 篇2
监视和测量装置控制程序
编号：HLQC/Q 307-27-2015 目的
为了使本公司的监视和测量装置的购置、验收、领用、检定、分类管理、标识、维护的各项内容得到有效控制，特制定本程序。
范围
本程序适用于公司所有对产品特性和过程参数进行监视和测量装置的控制及其相关单位。规范性引用文件
无 规定表格
计量表606号 计量器具检定周期表（见附表1）
计量表607号 计量器具收发登记表（见附表2）计量表608号 计量环境记录表（见附表3）计量表609号 在用计量器具抽检记录（见附表4）计量表610号 计量器具封存申请表（见附表5）术语和定义
5.1监视和测量装置
指能用于直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器、仪表、量具和用于统一量值的标准物资，包括计量基准、计量标准和工作计量器具。5.2计量设备
所有的测量仪器、测量标准、参数物资以及测量所必须的辅助装置和规范。5.3检定 华龙汽车质量管理体系文件
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由法定计量机构确定并证实测量器具是否完全满足规定要求而做的全部工作。5.4检定规程
检定监视和测量装置时，必须遵循的决定性技术文件。5.5周期检定
根据检定规程规定的程序及确定的周期，对监视和测量装置所进行的随后检定。5.6校准
在规定条件下，为确认测量仪器或测量系统的示值或实物量具或参考物所代表的值与相应的由参考（测量）标准所获得的量值之间关系的一组操作。5.7固定资产的监视和测量装置
价值在2000元以上或计量准确度对质量有较大影响的计量器具、设备。5.8非固定资产的监视和计量器具、设备 除固定资产以外的计量器具、设备。
职责
6.1 工装设备室为公司计量工作的主管单位。负责：
a)公司内所有监视和测量装置的周期检定工作，实施有效控制监督与考核；
b)对使用单位监视和测量装置的周期检定工作实施监督考核； c)对检定不合格的监视和测量装置联系有关单位进行处理； d)属于固定资产的监视和测量装置购买申请的选择合理性进行考核； e)属于固定资产的监视和测量装置，根据批准的计划、报告实施选型、比价，属于非固定资产的监视和测量装置，根据生产需要实施选型、比价； f)属于非固定资产的监视和测量装置到货后，进行入库验收检定；属于固 定资产的监视和测量装置到货后进行验收。华龙汽车质量管理体系文件
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6.2 品质保证室为公司计量工作的分管单位。负责：
a)所使用的监测和测量装置的管理工作。建立分管台帐。对领用的监视和测量装置编入检定周期表进行检定管理，并按规定的周期将其送工具库待检；
b)监视和测量装置送检率必须达到100%，当有不可遇见的原因需延期使用时，必须经工装设备室批准，延长使用周期的时间不得超过一周或规定周期的10％。工作程序
7.1 购置计划和审批
7.1.1属于固定资产的监视和测量装置的购买计划应提前经工装设备室审核并列入计划，临时因生产急需购买的监视和测量装置应有使用单位的申请报告，并经工装设备室审核。
7.1.2 各单位根据生产、科研、检测、试验的需要提出监视和测量装置的购买申请，报送工装设备室审核是否需要购买。
7.1.3 属于非固定资产的监视和测量装置由各单位提出申请，由工装设备室根据生产需要审核是否需要购买。7.2 验收和领用
7.2.1 属于固定资产的监视和测量装置到货后，由工装设备室进行开封检查，检查外观质量、配套性和合格证明文件等，开封检查合格后送检定单位检定，检定合格后由使用单位使用。
7.2.2 属于非固定资产的监视和测量装置到货后，由工装设备室送检定单位检定，检定合格后入库保管，由使用单位领用。7.3 检定
7.3.1 监视和测量装置一律由法定计量部门检定。
7.3.2 外送检定的计量单位及检定费用必须提前经工装设备室审核。华龙汽车质量管理体系文件
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7.3.3 公司在用监视和测量装置必须进行周期检定，且在检定有效期内。7.3.4 监视和测量装置检定周期有检定单位根据“强制检定和依法管理监视和测量装置目录”、国家计量检定规程和监视和测量装置使用频次的变化及检定合格率的高低制定或送检单位根据公司产品开发、制造、检验和实验中使用的监视和测量装置的计量准确度对质量影响程度来规定。7.4 不合格监视和测量装置的认定及处理
7.4.1 下列监视和测量装置视为不合格监视和测量装置：
a)已经损坏的； b)过载或误操作的； c)显示不正常的； d)功能出现不正确的； e)超过有效期的；
f)封缄的完整性已被破坏或损坏的； g)没有计量标识的。
7.4.2 当在使用过程中发现异常偏差或损坏时，应及时通知工装设备室，联系维修，维修后需要重新检定，并用合格的监视和测量装置对该设备结果进行复验评审和记录结果有效性。
7.4.3 监视和测量装置的检定和修理可请外委检定单位进行。
7.4.4为公司提供检测服务的部门必须是经国家主管部门考核合格并授权的计量检测机构。
7.4.5 禁止使用不合格的监视和测量装置。使用单位发现监视和测量装置不合格时，应立即停止使用。
7.5 监视和测量装置的分类、管理 7.5.1 监视和测量装置分类 7.5.1.1 A类（强化）
a)公司级最高计量标准装置和核查标准； 华龙汽车质量管理体系文件
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b)经政府计量部门认证、授权的社会公用测量标准装置；
c)用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强检目录的工作监视和测量装置；
d)用于产品质量检测的监视和测量装置； e)用于统一量传的一、二级标准器具。7.5.1.2 B类（重要）
a)用于公司内部能源、物料核算的监视和测量装置； b)用于工艺过程控制参数检测的监视和测量装置； c)专用监视和测量装置、硬质量具（量规、卡规、环规）。7.5.1.3 C类（一般）
a)国家计量行政部门规定一次性使用或实行有效期管理的计量器具； b)计量性能稳定、量值不易改变，且使用不频繁的监视和测量装置； c)固定安装在生产线或设备上，计量数据有要求的，但平时不允许拆装，实际检定周期必须和设备同步的监视和测量装置；
d)对准确度无严格要求的指示用的或简易的监视和测量装置。7.5.2 管理办法
a)公司购入的监视和测量装置必须有制造和测量装置许可证标志MC，其检定周期不得超出国家检定规程规定的周期；
b)凡列入A、B类管理范围的监视和测量装置应确定检定周期； c)列入C类管理范围的监视和测量装置实行长周期检定，一次性检定或有效期管理；
d)监视和测量装置编号有其出厂号和监视和测量装置自编号两种形式，自编号必须是首次检定合格的监视和测量装置，由检定员按规定进行编号；
e)凡列入C类管理范围的监视和测量装置如：钢板尺、卷尺、直角尺等，由工装设备室进行分类，检定后贴C类标识。华龙汽车质量管理体系文件
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7.6 彩色标识管理
不同彩色标识表明对不同监视和测量装置有不同的管理要求。
7.6.1《合格证》标识：绿色，表示经检定系统按检定规程依法检定合格的监视和测量装置。
7.6.2 《准用证》标识：桔黄色，表示无检定系统、检定规程又无量值传递计量标准的监视和测量装置，可依照本企业制定的检定校准方法进行周期检定，校准后使用（含引进设备和随设备大中修）的监视和测量装置。
7.6.3 《限用证》标识：蓝色，表示在使用中的通用监视和测量装置，仅用于某一范围或一定点的测量，定期检定和校检某一特定测量范围或测量点时，必须标明限用范围、限用点。
7.6.4 《封存》标识：深蓝色，在生产或流转中暂时不用的监视和测量装置，使用《封存》标识，防止流入生产和管理中使用。这类监视和测量装置在封存期内可不按周期检定。
7.6.5《禁用》标识：桃红的，对国家规定淘汰和超过检定周期或抽检不合格的监视和测量装置贴《禁用》标识，禁止在生产和管理中使用。7.6.6 《封缄》标识：蜡封、铅封、漆封、防窜签，在计量检测设备能影响其性能的调试点上进行封缄，以防无关人员改动。7.7 监视和测量装置台帐周检标志
合 格： 红三角 不 合 格： 蓝三角
丢 失： 红三角框内含蓝十字 封 存： 红三角框
报 废： 蓝三角框内含红十字 下个周期： 红斜线 返 修： 蓝三角框 原 修： 蓝三角框内斜蓝线 华龙汽车质量管理体系文件
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延 期： 红三角框内含红十字 准 用： 红勾
限 用： 红三角框蓝横线
7.8 设备上的监视和测量装置的检定
设备上的监视和测量、仪表所计量的参数对工艺过程的质量以及对设备安全和人身安全无直接影响时，可随设备大中修检定，检定周期按设备大中修日期确定，检定合格后贴C类计量标识。7.9 监视和测量装置的封存
监视和测量装置封存时，由使用单位提出申请，经使用单位领导和检定单位批准后，贴封存标识；单独封存监视和测量装置时，单独贴封存标识；随设备的不单独贴封存标识，以设备的封存标识为准。7.10 使用、维护和保养
7.10.1 领用者必须保管好所领监视和测量装置，以确保其精度和良好状态。7.10.2 在用监视和测量装置必须有合格标识，且在有效期内。
7.10.3 在用监视和测量装置必须按照使用说明书及操作规程规定进行使用，严禁超负荷使用。
7.10.4 需要用前校准的监视和测量装置在使用前必须按照有关规定进行校准并填写校准纪录，履行签字手续后方可使用。
7.10.5 在用和封存的监视和测量装置应分别放置，并有明显标记；报废的必须立即撤离工作、试验或实验现场，隔离存放；暂时不能撤离的必须在醒目处张贴“禁用”标识。
7.10.6 存放监视和测量装置的环境应符合技术说明书的要求。
7.10.7 使用人员负责监视和测量的日常维护和定期的维护保养工作，生产线用监视和测量装置的定期保养由工装设备室负责。
7.10.8 监视和测量装置使用前，要检查各个部位的运动是否正常，使用中要轻拿轻放，严禁野蛮操作，用后要擦拭干净，防止灰尘或杂物渗入运动部位，华龙汽车质量管理体系文件
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降低监视和测量装置、设备的精度。
7.10.9 使用者不得私自改动封缄，不得私自拆卸或调修监视和测量装置、设备，应将有故障的监视和测量装置、设备送主管单位处理。7.10.10 在运输监视和测量装置、设备时，应采取有效的保护措施。7.11 监视和测量的修理、降级、报废、注销及监督考核
7.11.1 在用监视和测量装置在检定周期内发现损坏或故障时，应立即停止使用，进行修理。修理后应进行检定，合格后方可使用。
7.11.2 在用监视和测量装置、设备经检定达不到原精度要求，但仍有使用价值时由检定单位签发降级报告，经工装设备室审核后方可降级使用。7.11.3 当监视和测量装置的修复费用与原值相比过大或无法修复时，由主管单位办理报废手续。
7.11.4 监视和测量装置报废申请经批准后，主管单位应注销监视和测量装置台帐。
7.11.5 工装设备室对监视和测量装置检定和使用情况进行监督考核，使用单位必须及时整改检查中发现的问题。记录控制
采油井口集成装置研制 篇3
单管流程的简易采油井口装置结构简单、功能完善, 可满足生产工艺技术需要 (图1) 。主要问题:①取样口成了盗油口。设置取样口, 从工艺上讲是为油井取样留下通道, 取样口处的闸门可以任意开启, 为盗油提供了便利。②压力表处盗油。不法分子将压力表拆卸掉后盗取原油。③工艺接口堵头处盗油。工艺接口处连接的堵头可以任意拆卸, 此处也是便利的盗油口。④油韧遭到破坏。单管流程的采油井口装置中有两处油韧, 不法分子将油韧随意拆卸, 污染井场, 搞落地油。
目前长庆油田大力推行数字化管理, 正在建设无人值守的数字化油田。现在大量使用的简易采油井口装置在实现井场无人值守时, 不法分子从井口直接盗取原油成为推进此项工作1个“软肋”。
2 采油井口装置改进思路
简易采油井口装置的改进, 就是要解决井口的防盗油问题。应遵循4个原则:①满足采油井口的基本功能;②减少直接的出油通道;③增加打开通道的难度;④设置闸阀操作的权限。基于以上认识, 2011年公司将取样口封堵, 试验井口取样器, 同时配套安装防拆卸压力表阀、液压防拆卸堵头, 使取样口、压力表阀、堵头处盗油的情况得以缓解。2012年针对使用中的问题, 在井口取样器上增加放空泄压功能, 改进了取样柱塞上的三道密封, 取样器工作可靠性进一步增强。2013~2014年进一步对采油井口装置进行优化简化。在采用井口取样器的基础上对其功能进行集成, 形成了井口集成装置。加装集成装置后的集成采油井口结构组成更加简捷, 防盗性能进一步提升, 操作也更加简单方便。
3 改进后的集成采油井口
3.1 集成采油井口的结构
基于以上思路, 改进现用的简易采油井口装置, 试制了新型集成采油井口 (图2) , 新型装置主要由生产阀门、井口集成装置和回压阀门3大部分组成, 附件为液压螺栓保护套, 丝杆阀门锁。集成采油井口现场实际效果见图3。
3.2 集成采油井口特点
(1) 井口流程结构简捷、简单, 无直接泄漏点。
(2) 井口功能高度集成。将井口取样、井口压力显示、放空泄压、工艺接口、井口投球等功能集于一体。
(3) 防盗性能良好。取样、投球、泄压、堵头拆卸等操作均有专用工具, 工具授权管理。法兰连接处使用一组螺栓液压保护套, 防止人为恶意拆卸。
(4) 新增加防止流程中原油倒灌入井功能。在集成装置上设置单流阀, 以防止在深井泵工作失效的状态下, 原油倒灌。
(5) 阀门上设置丝杆阀门锁。开关通过专用工具实现, 工具授权管理。
3.3 集成采油井口的现场试验
通过在厂5个作业区546口井上进行试验, 总体达到预期效果。集成采油井口中的井口集成装置、螺栓液压保护套和丝杆阀门锁工作可靠、性能稳定, 满足井口基本功能, 防盗效果好, 但也出现了间歇出油井、液量低的井、气量大的井取样困难的情况。分析原因是油井工况发生变化。
3.4 集成采油井口现场使用中出现问题的解决方案
在正常情况下, 液体充满井口管线, 当取样腔移至工作位置时, 同样会充满液体, 每往复运动一次应取出相应的液量 (约200 m L) 。当油井工况发生变化, 井筒不出油、间歇出油, 气油比非常高, 一段气柱、一段油柱时, 通过常规取样效率会非常低, 导致现场取样困难。经过现场反复试验, 采用2种方法即可解决此类问题。
(1) 控制回压阀门开启, 反复摇动柱塞完成井口取样。操作方法:①用组合摇把移动柱塞, 使取样腔进入工作位置, 与井口出油流程接通。②关小或关闭回压闸门。③待压力表开始升压 (表明流体充满井口管线) , 摇动柱塞, 使取样腔进入出样位置, 油样流入取样瓶中, 完成一次取样。④反复摇动取样柱塞数次, 直至取够油样为止。
这种方法通过控制回压阀门的开启程度, 通过井口憋压, 达到井口管线充满, 从而完成取样。对液量低、起压慢的井, 操作比较安全、从容, 但对气量大、液量低的井, 必须要配合好回压阀门的开启程度, 以防井口超压。
(2) 使用放空功能进行取样。操作方法:①用组合摇把移动柱塞, 使取样腔进入工作位置, 与井口出油流程接通。②取下排气阀胶塞, 将取样摇把排气顶杆旋入排气阀中, 顶针顶开排气阀, 形成连续排油气通道, 取样瓶接入取样口。③关小或关闭回压阀门, 当油井有流体排出时气体从排气口流出, 液体流入取样瓶中。④通过取样扳手的旋入深度, 控制流量, 控制开启, 以达到数次完成取样的目的。这种方法是将取样腔移至工作位置后, 不用再反复摇动柱塞, 而是通过集成装置的放空泄压功能形成连续出油通道完成取样。取样效率高, 特别是对于气量大的井, 兼有油气分离作用, 使取样工作更易于完成, 安全、高效。
4 应用效果
2011年下半年, 为完善无人值守井场的井口装置, 应对复杂外部环境, 封堵取样口, 试制井口取样器, 仅有取样功能。油井安装50套, 防盗、防破坏性能良好, 取样功能正常。同时井口配套防拆卸压力表阀, 液压防拆卸堵头、液压螺栓保护套等。2012年, 在取样器上增加井口泄压功能, 进一步完善内部结构, 在油井安装130套, 使用正常, 达到设计目的。2012年下半年, 试验带有压力表的井口多功能取样器, 在油井安装4套, 取样、泄压、压力功能正常, 防盗、防破坏性能大大提高。2013年上半年, 在吴起、新寨作业区的塞392、塞511、吴451、旗5转等4个井区大面积安装, 共安装油井435口, 反映良好。同年为降低成本, 开始试验井口集成装置, 将取样、放空、看压力、工艺接口和投球功能等集于一体, 同时配套丝杆阀门锁。2013年下半年, 在红井子、油坊庄和吴起3个作业区安装274套, 效果理想。2014年全厂大面积使用, 现场安装2200余套, 为实现井场无人值守提供了强大硬件支撑。2015年将根据厂里“可控的无人值守井场”建设计划, 在技术上不断完善, 继续提供硬件支撑。
集成采油井口的运用效果具体表现为:强度足够, 防破坏性能良好。专用工具操作, 分级授权, 内外防盗油性能强。减少和减小了原油的直流通道, 出油流速大大降低, 单位时间出油量很少, 只满足取样, 难以盗油。可阻止不法分子从井口盗油, 消除隐患, 防止环境污染。井场实现无人值守。
青蛙跳出井口作文 篇4
青蛙跳出井口
青蛙跳出井口一看，原来小鸟没有撒谎，天是无边无际的，大的很呢!
青蛙来到马路边，看见有许多来来往往的`汽车。
青蛙来到花园里，看见有五彩缤纷的花儿，红的、黄的、蓝的…真好看。
青蛙来到田野里，看见稻子笑弯了腰，青蛙看见了，它就决定住在这儿。
这时小鸟飞来了，青蛙说：“小鸟小姐姐 ，我说错了，你是对的，你可以原谅我吗?”小鸟说：“当然可以啦!”
气井井口防盗取压装置 篇5
本实用新型涉及一种应用于石油气井井口测压的装置, 尤其对于防止非工作人员在井口窃气造成气井非正常生产的功能。
2 背景技术
目前, 各石油系统气井井口测压的装置普遍是由一个大小头、一个拷克和压力表组成;但是, 这样好多当地, 非工作人员就常把拷克和压力表卸掉, 在大小头处进行窃气, 造成大量气体泄漏, 造成气井非正常生产, 改变了气井的正常的工作制度, 影响了气井的开采率, 给国家造成一定的经济损失。为此各油田职工发明了好多防止窃气的测压装置, 但不是被当地的老乡破坏掉就是给气井管理工作增加难度, 这样就造成工作的诸多不便。因此, 有必要研制一种既能防止不法分子, 从井口大小头处窃气, 又不影响工作人员, 在气井井口取压的防盗装置。
3 防盗方案研究与确定
如果在气井井口安装一套井口防盗箱, 既能够起到防盗作用, 但是每次气井取样必须将装置取下, 取样完毕再将防盗箱归位安放。防盗、箱价格较高而且笨重, 可操作性和安全性很差。
从针阀的限流特点得到启发:将针阀引入到大小头上, 把针阀调好到一定的开度放到大小头内部, 然后再用一个接箍把大小头罩上, 防止非工作人员把大小头卸下来窃气, 这样就可以满足日常取压和防盗气的需要。
4 具体实施方式及注意方式
这种气井井口防盗取压装置由接箍, 大小头, 针阀, 护罩组成;将针阀用丝扣上到大小头槽内正中心通道内 (针阀起限制气流的大小的作用) , 并改变大小头内侧的通道大小 (起减少通道内容积) 然后用护罩把针阀保护起来 (护罩起保护针型阀不受高压的强烈的冲击的作用) ;在把大小头用丝扣拧到气井井口法兰处, 最后将接箍套到大小头外面, 再把接箍焊接到气井井口法兰处 (防止有人用管钳卸大小头) 然后在大小头处装上拷克和压力表就可以测井口压。详细方案如图1所示。
实施时注意事项:再将大小头和针阀拧到气井井口法兰处时要先将针阀开启到合适的开度, 防止气体从气井中大量输出, 有微量外泄即可。
5 投使用效果评价
5.1 显著提高了工作效率
以往气井井口放盗装置, 不是简单就是比较笨重, 如链子锁这种防盗装置比较较简单、使用很强、价格便宜, 但不足是老乡容易破坏, 管理钥匙比较繁琐, 容易把辖区各气井井口的防盗钥匙弄混弄丢, 故影响工作效率;防盗网这种防盗装置容易破坏、维护保养困难、防盗性强, 所以相对的会增加工人的劳动强度;防盗箱这种防盗装置安装比较困难、防盗性强, 但同时价格昂贵、操作不方便, 所以间接地降低了现场工人的效率。并且本套防盗装置井口安装维护方便、便于操作、设备部少轻、便于井口作业、防盗效果好、不易破坏, 工作时, 与传统的测压方式和设备没有任何增加, 现场工人到达井场可直接测压, 不需要额外增加佩戴不必要的工具, 有效地提高了工作效率。
5.2 降低了安全隐患
如果气井井口不进行安装防盗器, 由于气井井口装置距离老乡各村庄比较近, 老乡随时随地的随意灌装气包, 由于老乡安全意识比较淡薄, 容易出现安全事故;如果安装了链子锁、防盗网、防盗箱, 在实际的生产过程中我们经常遇到钥匙丢失的现象, 但井口需要作业, 对井口阀门进行开关时, 井口开关不及时很容易出现重大的安全事故, 若安装了防盗网和防盗箱, 我们在气井井口对这些防盗装置进行安装时, 会动用大型吊车、焊机, 施工人员需要交叉作业, 同时焊接点多, 少有不慎就会出现重、特大的安全事故。而该套气井井口防盗装置设备少且轻便于搬运, 焊接点少、一次在井口动火作业后, 没有必要重复性的动火和动用大规模的设备进行再次作业, 有效的符合了安全生产的需要。
5.3 经济效益与社会效益
首先在安装过程中免去了使用吊车的同时, 又大大缩短了工作时间, 这样等于降低了租用吊车、卡车的时间, 为单位节省了大量的车辆使用费用, 其次由于大大减少了所需工作人数, 这样又节约下可观的人工费。再次是有效缩短了井口焊接工作时间, 降低了施工人员的工作强度, 避免了因老乡在气井井口盗窃国家的绿色能源的发生, 有力的净化油区的不良社会环境, 最后是避免了由于老乡在气井井口无节制的窃气, 改变气井的工作制度, 造成气井躺井率的增高, 提高了气田的采收率。
5.4 节能环保
气井井口在使用该防盗装置后, 不需要额外的征地, 不存在任何环境污染问题, 满足现代气井井口生产安全、节能、环保等各项要求。
6 结语
气井井口防盗取压装置研制成功后, 在盗气比较频繁的井位上安装应用, 结果表明, 井口防盗取样装置具有良好的防盗能力, 气井取样工作简便、安全可靠, 同时综合工作效率、安全施工、经济社会效益、节能环保等多方面的考虑, 本套设备都能带来不错的使用效果, 故值得我国各大油田在气井上推广应用。。
研制成功的气井井口防盗取压装置, 结构简单、设计科学、安全规范。解决了目前气井井口盗气频发的问题, 使用安全可靠, 对减少天然气流失、减少环境污染等方面起到了积极的保护作用;为便于对该技术的保护特申请了国家专利;
由于时间、技术上的原因, 本套设备还存在各个方面的不足, 欢迎大家多提宝贵意见, 共同进步。
摘要：气井井口防盗取压装置, 是涉及一种对气井井口测压的防盗石油机械装置。该装置是先将针阀调到一定开度, 利用针阀可以调节气量大小的作用, 依此原理防止气井里的气大量外泄, 起到防止窃气行为的发生, 而又不影响监测气井井口油压和套压;这样, 将整个装置装到气井井口油、套管取压法兰处即可。这种装置能防止气流从井口大量外泄, 起到防止窃气行为的发生, 又能兼顾工作人员监测气井井口油压和套压;为气田开发提供可靠的真实的地质资料, 并为防止气井的非正常生产提供保证。
井口自动加注装置应用效果分析 篇6
1. 太阳能电池板:
多晶硅太阳能电池板, 利用太阳光热能量转化成为电能量, 而实现光电转换, 太阳能利用效率在14%左右, 太阳能板表面采用有机玻璃制造, 可承受暴雨, 冰雹, 强风沙等恶劣天气对其的影响。
2. 蓄电池:
本系统使用:铅酸电池:495X185X300 mm X2块, 单块电池电压12V, 容量150AH, 充满电后可供500w电机运转5小时左右。
3. 逆变器:
将24V直流电转换为220V交流电, 设计装机容量1000W, 启动瞬间峰值功率可达2000W, 完全可启动更大功率用电设备。其具有过压关断、欠压关断、欠压报警、过温保护、过流保护、短路保护、自动恢复、工作指示和故障指示等功能。
4. 系统控制器:
本设备系统控制所包含有:太阳能充电控制器, 时间控制器, 远程控制器。
5. 微型电动试压泵:
DSY-10MPa是一台往复式柱塞泵, 是在引进日本、台湾的先进技术的基础上, 研制生产的DSY微型产品。体积小, 重量轻, 移动方便, 易于更换, 发热量小, 噪音小, 节能, 方便灵活, 功能完备完全适用于能源不足, 交通不便的地方使用。
6. 药液水箱:
本水箱是采用了2mm厚的304#不锈钢材质生产制造的, 防锈防腐能力极强, 外部安装有液位计可清楚直观的看到箱内液位, 水箱里面安装有水位无液体关断开关控制器, 箱顶部预留有加注进口孔方便注液, 外部预留有足够的间隙方便今后放入保温材料之用。防止在冬季水箱内部药液结冰。
二、控制原理
首先, 由太阳能电池板接受太阳光热能量, 将太阳能转化为电能量, 实现光电转换, 太阳能利用率在14%左右, 同时将电能储存在串联的两块高能蓄电池内, 充满电后可供500w电机运转10小时左右, 为保证电池使用温度, 防止天气炎热、寒冷对电池产生影响, 必须将电池深埋于地下2米左右。然后, 通过逆变器将24v直流电转化为220v交流电, 从而给整套设备供电。其次, 通过设定时钟控制器, 给接触器反馈信号, 控制电源开关的连接状态, 与此同时, 远程控制器同样可以控制接触器的相关动作, 它利用GSM网络信号以手机短信的方式对泵机进行启动和停止控制。一般情况下, 远程控制接收器设定为常开状态, 由时钟控制器的反馈信号控制接触器的开关动作, 只有当收到短信提示时, 可对接触器进行开关控制。
三、应用效果分析
1. 实验阶段
本次试验选井苏东45-68井, 该井于2009年6月投产, 生产层位盒8上+山1, 投产前套压21.5MPa, 试气无阻流量1.85万方/天, 初期配1.0万方/天。截止2010年10月20日, 累计产气量372.3869×104m3。该井采用井下节流工艺生产, 节流器下深2080m, 投产初期生产较为平稳。2010年6月该井生产时套压异常上升趋势, 气量下降至0.5万方/天, 判断该井积液, 通过泡排措施后套压降至7.8MPa。且该井冬季频繁冻堵, 影响生产。
(1) 自动加注泡排剂试验
苏东45-68井, 需持续泡排才能缓解积液趋势, 11月对该井加装井口自动加注装置, 从套压缓冲器处增加三通连接加注管线, 利用时钟控制器设置, 对该井每日加注泡排剂10分钟, 每次加注量30L, 连续加注3天, 该井套压持续下降, 日均气量上升0.1517万方, 试验效果明显。
试验效果评价:
该井在试验过程中运行平稳, 泡排无需关井, 无需人员井口操作, 泡排效率高、采气时率高, 产量明显增加。
试验过程中设备运转稳定, 操作性强, 通过时间控制器设定, 定时加注持续3天, 结合远程控制器不定期加注2次, 设备运转效果良好。
(2) 自动加注甲醇试验
(1) 、试验准备:将苏东45-68井设备药液水箱介质更换成甲醇;将设备加注端连接至管压压力表考克处 (该井为航天阀) 。
(2) 、自动加注:发现油压异常升高时利用手机发送短信开启设备自动加注甲醇;压力下降至正常结果时发送短信关闭设备。
(3) 、效果分析:冬季生产中通过远程控制器接收短信自动启、停设备10次, 完成解堵5次, 设备运转稳定、操作有效。
(4) 、效果评价:自动加注装置远程控制系统运行稳定, 使解堵工作及时、有效;罐存量1000L, 冬季解堵甲醇消耗较大, 且无液位远传, 需频繁补充。
效果对比:1、解堵过程相比人工解堵及时、有效、省时省力;
2、解堵效果相比滴定罐可节约甲醇用量;
四、设备运行效果评价
1、设备在试验过程中, 运行平稳, 故障次数少, 维护率低, 可靠性强, 达到了理想的运行效果;
2、设备控制系统运行效果较好:远程控制系统及时间控制系统均能有效控制, 准确度及灵敏度高, 故障率低, 能够实现设备自动加注的智能控制;
3、该设备在试验阶段运行时间短, 操作次数少, 其太阳能板在特殊天气运行效果, 蓄电池性能及控制系统的稳定性有待于进一步评价。
五、经济评价
本次试验, 在综合考虑了实验设备开发、运输、安装等费用的情况下, 总投入金额为17万元左右。通过本次井口自动加注装置的试验, 苏东45-68井日均增产1517方, 对于该井, 自动加注装置若能连续使用4个月即可收回成本, 另一方面, 苏东45-68井作为往年冬季易堵井, 在当年的冬季生产过程中, 由于投运自动加注装置进行远程控制加注甲醇, 从而减少了对于该井的冬季解堵频次, 降低了解堵过程中人力、物力的投入。但该设备压力等级仅为10MPa, 应用中具有一定的局限性。
综上所述, 该设备具备推广性与现场应用性。
摘要：本文围绕井口自动加注装置在现场的应用, 详细阐述了设备构成, 控制原理, 通过夏季自动加注泡排剂开展排水采气及冬季自动加注甲醇实现快速解堵实验, 评价该设备的适用性及推广性。
稠油井口防喷装置的应用 篇7
1更换盘根时, 密封盘根直接承压的影响
(1) 更换下级盘根时, 井口无控操作, 存在安全隐患 (稀油井井口有胶皮闸阀) , 地层压力稍有变化就会发生井喷。
(2) 更换下级盘根时需要井口放空, 造成大量原油落地, 即浪费又污染, 还会增加劳动强度和工作时间。
2井口偏磨对生产的影响
(1) 光杆偏磨, 强度受损, 影响光杆寿命。
(2) 盘根偏磨, 造成井口泄漏。
(3) 缩短密封周期, 增加维护成本。
3注汽时, 承受高温、高压的薄弱部件为盘根。
4井口安装误差和井斜影响, 导致偏磨。
5同时, 盘根密封受具体条件的影响甚大。
二、新型防喷装置的应用
本设计包括通过螺栓连接安装在采油井口座上的盘根盒底座, 盘根盒底座中心孔的下部内通过螺纹连接着一根密封套管, 光杆从密封套管中穿过, 光杆与密封套管之间呈滑动配合, 密封套管的下端伸至采油井口座下方的油管内。本实用新型能实现带泵注汽时金属硬密封控制井喷, 耐高温高压, 安全环保节能;实现抽油井光杆强制扶正, 提高上级橡胶盘根密封周期;防止因井偏引起的光杆磨损破坏以及光杆卡子对密封光杆的损伤;实现硬密封工艺, 密封外套与喷焊光杆组成的摩擦副, 在1.5MPa压力下, 漏失量仅有1m L;上级盘根作为辅助密封措施应用, 延长维护密封周期3~10倍。
1由金属密封件取代盘根, 承担高温、高压。密封内体、密封外体为全金属结构, 外表面特殊处理, 耐磨、防腐, 硬度高达HRC70, 光洁度达到镜面水平。
2正常抽油时, 密封件不接触, 避免偏磨。
3产品结构介绍
三、工作原理
1需要带泵注汽或更换盘根盒盘根时, 上提光杆, 密封内体进入密封外体, 此时注汽压力由内、外体金属件承担, 利用金属间隙密封。
2需要更换盘根盒下级盘根时, 上提光杆, 内体进入外体, 此时油井油压由内、外体金属件承担, 更换盘根。
3正常抽油时, 打开放汽接头, 下放光杆一定距离, 内、外体完全脱开, 并保持一定距离, 实现正常抽油。
四、性能介绍
1常温漏失量数据
配合间隙在0.1mm, 不进行锥体密封时, 10MPa漏失量为:0.35升/分钟;15MPa漏失量为:0.5升/分钟;20MPa漏失量为:0.7升/分钟。
2线性热膨胀数据
温度每升高100℃时, 防喷外体与内体间隙缩小0.015mm, 在300℃情况下, 间隙缩小0.035mm~0.045mm。
五、优点
1实现带泵注汽防喷, 耐高温高压, 安全环保节能。
2在更换盘根时防喷, 保证安全、有控操作。
3注汽转抽时不动油管柱, 及时转抽, 充分发挥注汽效果。
4省时省力。
摘要：在稠油开发 (生产、注汽) 过程中, 井口盘根盒与光杆接触缝隙处受蒸汽高温、高压的影响, 经常产生井口刺漏, 使油井无法控制 (稠油井无胶皮阀门控制机构) , 直接造成井喷现象, 不仅影响油田安全生产, 而且造成环境污染。为此, 风城油田作业区大面积推广应用了注汽防喷装置, 即在稠油生产、注汽过程中, 一旦发生井喷 (无控制) 现象, 将抽油机井光杆上提与井口防喷装置配合, 即可达到对油井泄漏进行控制密封的目的。
关键词：防喷,注采,光杆密封器
参考文献
[1]戴玉良, 汤红革, 戚元久, 等.稠油热采两用泵井口防喷器的应用[J].中国设备工程, 2015 (04) :59-59.
带压作业装置井口保温系统设计 篇8
关键词：带压作业,保温,加热功率,非稳态
在石油工业采油注水井带压修井作业中, 油井井口装置裸露的主要散热部件包括三闸板、井口四通、防盗阀、地面裸露套管等[1—3], 如图1所示。由于东北三大油田都处于开发中后期, 采油注水井修井工作量很大, 需要在寒冬季节继续进行施工。在白天修井施工中, 起下油管等工作能保证地下水与地面装置中的水充分循环, 不会造成井口设备冰冻。晚上停止施工后, 地面装置散热损失大, 使三闸板等设备中的水冻结, 导致第二天继续施工困难, 排除冰冻故障一般采用明火烘烤的方式, 需要几个小时才能进行正常施工, 既影响工作进度又存在安全隐患。为了不影响施工进度, 并为作业工人创造适宜的工作环境, 本文设计了一套加热保温装置, 保证带压作业装置内的水维持液体状态。
加热保温装置的设计关键是确定设备散热量, 加热管的表面温度与散热量存在彼此依赖关系, 因此确定加热管的表面温度显得至关重要[4]。加热功率的确定既要考虑设备达到热稳定状态所需要的时间, 同时还要以待加热体的整体温度维持零摄氏度以上为目标, 因此需要根据加热管表面温度场的非稳态变化确定系统达到稳态的时间, 以及达到稳态后加热管的加热功率。为了保证加热管的加热量有效利用, 在加热管背对待加热设备一侧使用高温绝热材料 (高纯硅酸铝) 减少对外的散热量。
为了节省施工时间, 同时又能避免因使用明火而造成的安全事故的发生, 本文在对复杂外形结构的待保温结构现场精确测绘的基础上, 考虑加热管的非稳态温度变化利用传热学理论确定了装置的加热功率, 设计了一套带压作业装置井口保温系统。所设计制造的加热保温装置不仅加热保温效果好, 而且安全、便捷、操作方便。
1—三闸板;2—井口四通;3—防盗阀;4—地面套管
1 井口保温装置设计思路
在修井现场没有常备电源的情况下, 散热损失有几种补充途径。一是太阳能, 目前太阳能电池容量有限, 储能能力不能满足散热要求能量;二是燃油加热锅炉, 在修井作业中选用燃油加热锅炉, 有两个致命缺陷, 首先是锅炉如果仅为晚上停止修井作业时, 为三闸板等部件保温加热使用, 等修井作业时必然需要停止锅炉热水循环。锅炉功率不能很大, 热水循环管路很容易在低温时冻裂。如果把管路热水放空, 也会造成很大浪费。其次, 燃油锅炉耗油量远高于燃油发电机组, 运行成本也很大。三是燃油发电机组, 该项技术比较成熟, 应选用合适的发电机组, 设计降压变压控制柜组件, 把电压变为36 V, 用安全电压带动加热管对设备进行加热, 保证运行安全。考虑功率需求和装置的便携性及节能要求, 选择2台5 kW柴油发电机组, 经过2台加热控制柜变为36 V安全电压给各裸露部位保温加热。
柴油发电机供给的220 V直流电经过变压器调整为36 V, 利用控制柜为加热保温装置提供充足的电能, 保温壳体是在精确测绘基础上, 由经过详细绘图设计的三闸板保温加热装置、井口四通保温加热装置和地面套管保温加热装置组成, 保温壳体内侧铺设加热管, 加热管与设备通过辐射方式传递热能, 加热管另一侧与高温绝热材料紧密接触, 尽量减少加热管向外部环境散热。
三闸板是主要的散热部件形状复杂、体积大, 是带压作业装置中散射量最大、最容易冻结, 同时也是保温结构设计的难点, 如图2所示。因此, 本文以三闸板保温结构设计为例, 对井口装置保温系统设计进行说明。
三闸板保温装置设计主要分为以下几个步骤:三闸板装置测绘、加热功率计算、三闸板保温装置设计及加工。其中加热功率计算需要深厚的传热学理论基础, 另外两部分需要有较强的机械制图基础和工程背景。由于修井作业停止后, 会放掉高于三闸板位置的液体, 因此从三闸板以下进行保温加热是符合传热学机理的。根据三闸板结构, 考虑现场工人操作方便, 三闸板保温结构设计成两个分体结构, 如图3所示。三闸板的左右两部分保温加热装置分别安装后利用卡扣连接, 对扣用螺栓互相固定, 共布置10 kW加热功率, 左右两部分各布置5 kW, 左或右部分5 kW加热功率分别由两台发电机提供。
2 三闸板加热功率计算
本套加热保温装置的主要目的是保证带压作业装置不冻结, 因此三闸板加热功率是以设定设备表面温度为5℃ (设备内部水不冻结, 而且有一定的安全裕量) 来进行计算的。加热功率主要包括以下几部分:与待保温设备表面辐射、对流换热;高温加热管以导热和对流形式通过高温绝热材料向大气传递热量。加热功率的确定对于加热保温结构设计是一个关键环节, 本文在考虑加热管表面温度非稳态变化的情况下, 考虑圆肋、环肋的散热损失, 给出了加热管表面温度变化规律的计算公式[5]:
由热力学第一定律:
式中
式 (1) 、式 (2) 联立后可列出加热管温度变化的非稳态数学模型, 但其中有加热管表面温度和加热功率两个未知数, 因此为了对其进行求解, 首先应考虑设备达到稳态后加热管表面温度不随时间变化, 即
(3) 式中ε为加热管表面发射率, σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数,
利用肋的导热计算公式及相关对流、辐射方程, 假定环境温度为-20 ℃, 并与公式 (1) —式 (3) 联立, 即可求得该设备的加热功率, 同时可得到加热管达到稳态后的表面温度。经过计算可知, 三闸板加热保温装置的加热功率为9.4 kW, 此时加热管的表面温度为123.5 ℃。
得到稳态情况下的加热功率及加热管表面温度以后, 再代入到瞬态传热数学模型 (2) 中, 即可求得加热管温度随时间的变化情况, 如图4所示, 由图中可看出, 三闸板达到稳态所需的时间为54.5 min。
根据上述原则设计了一套井口加热保温装置, 为了验证理论计算结果的可靠性及该套井口加热保温装置的使用效果, 在吉林油田修井现场对其进行了现场试验, 试验环境温度波动范围为-16 ℃—-20 ℃。试验过程中, 首先启动发电机, 分别在三闸板保温装置的加热管、三闸板表面及加热保温设备外表面选择三个有代表性的部位布置温度测点进行测试, 每隔大约5分钟进行一次读数, 直到数据稳定。测试结果显示, 经历了55 min以后, 系统达到稳定状态, 三闸板表面温度为 (5.3±0.3) ℃, 满足现场施工要求。加热管表面温度随时间的变化情况与理论计算结果吻合较好, 误差在10.0%以内, 如图4所示。
3 结论
(1) 带压作业装置井口加热保温系统设计过程中突破了技术关键, 研究选择了适宜的加热保温热源, 并利用调压控制装置将220 V直流电压调整为36 V的安全电压, 保证了保温加热过程既安全又环保;
(2) 利用温度场瞬态时域数学模型得到的加热管表面温度数值解与现场实测数据吻合很好, 其相对误差在10.0%以内;
(3) 三闸板保温加热装置、防盗阀保温加热装置和井口四通保温加热装置进行现场试验时, 在55分钟内均达到稳定状态, 温升很快;
(4) 试验结果表明, 所研制的带压作业修井井口保温系统满足工艺要求, 解决了带压修井作业过程冬季夜晚井口设施冻结造成第二天施工困难的难题, 系统安全、可靠, 满足了工艺指标要求。
参考文献
[1]谢永金, 曹立明.新型不压井作业设备的研究.石油机械, 2007;35 (9) :161—461
[2]张存有.油轮货油加热和保温过程传热机理研究.大连海事大学, 2007
[3]崔斌, 带压作业修井装置的研制.石油矿场机械.2007;36 (1) :63—66
[4]Chen B C M.Cargo oil heating requirements for an FSO vessel con-version.Marine Technology, 1996;33 (1) :58—68
井口控制装置 篇9
关键词：采油井口,铸钢材料,工艺规程,API60K
1 研制API60K铸钢材料的意义
采油井口设备结构零部件制造采用的铸钢材料, 其性能必须达到API (美国石油学会标准) 规定的通用标准性能指标要求, 国际上才能认可。对于制造采油井口设备所用的API60K牌号的材料, 目前我国金属材料低合金钢系列的标准中没有完全符合API60K规定机械性能指标的材料。API60K标准中只给出某些合金化学成分的选用范围, 没有指定的定量参数, 只对各项机械性能指标有具体要求, 而且其性能检测采样的标准及方法有着特殊的规定。目前国内生产的井口设备铸钢件均达不到API的要求, 直接影响了我国石油开采设备的出口。
油田井口装置API60K铸钢材料研究就是针对油田井口装置在铸造生产中存在的具体技术问题, 对API60K牌号的铸钢材料进行试验、研制, 使其性能达到油田设备通用的API国际标准及规范。
2 国内外采油井口制造材料现状分析
目前, 国外油田井口铸钢件阀体采用的钢种主要有AISI4130、AISI4135和AISI8630等。我国采用的钢种主要有Cr-Mo系列的ZG20CrMo、ZG35CrMo, 以及Cr-Ni系列的ZG535-720等, 它们的性能指标较接近API60K的性能要求, 而且成分也基本符合要求。从一般规律上看, 强度越高则塑性越低, 而井口铸钢件不仅要求较高的抗拉强度同时又要求有较高的塑性, 仅仅从材质上还解决不了问题。国内外很多学者对提高强度及改变塑性方面做了大量的研究, 目前井口材料多采用低合金钢Cr、Mo系列, 这一系列的低合金钢在不同行业使用有些差别, 有的抗拉强度能达到要求, 但是延伸率达不到要求, 或者相反;有的性能达到要求, 但是成分又超标。主要包括在以下几个方面 (低合金钢) :
(1) Cr系中主要是40Cr, 俄罗斯和中国使用这种牌号;
(2) Cr-Mo系是美、俄、中使用低合金钢的主要钢系, 4130或A-487-9Q是适合在含H2S条件下使用的材料, 用Ni+Mo+Nb改型后的4130具有良好的耐酸性能。4140是井口用传统优良钢材, 4130和4140用于50mm厚的零件表现出优良的强度性能, 2 1/4Cr-1Mo和1 1/4CrMo-V钢淬透性和韧性都很高;
(3) Cr-Mo-Al系中主要是38CrMoAl, 俄罗斯、中国使用;
(4) Ni-Cr-Mo系主要是A-487-4和AISI8630, 两者相近, 俄罗斯使用20XH2M, 相当于美国的4320;
(5) Cr-Mn-Si系中主要是20CrMnSi。
综上所述, 我们认为采用Cr-Mo-V系更为合适, 更符合API的性能要求。一方面Cr可以提高强度, Mo可以提高淬透性, 而V由于有明显细化晶粒的效果, 可以显著地改善塑性, 使得这种合金不但强度高而且塑性也高。同时, 热处理工艺也是另一个关键技术, 因为材料的最终性能只有通过热处理工艺才能体现出来。
国内外研究表明, 本研究的关键问题是选取合适的材料系及合理的热处理工艺, 结合现有的试验条件和试验设备, 在选取合理的材料成分的基础上, 通过适当地调节材料成分, 选择最佳的熔炼工艺和合理的热处理工艺。
3 井口装置API60K铸钢材料研制的工艺规程
3.1 铸造生产工艺
(1) 熔炼生产设备:100kg中频炉, 炉前测温仪、成分检测仪。
(2) 原材料:Q235废钢、75%硅铁、4%高碳生铁、60%低碳铬铁、60%低碳锰铁、56%低碳钼铁、50%低碳钒铁、99.93%纯镍板、铝条。要求:所有原材料必须经化学成分检测合格后方可使用, P、S含量最好小于0.03%。
材料为Ni-Cr-Mo系铸钢合金。
(3) 配料:根据原材料的化学成分, 按研制的化学成分范围进行配料。可用废钢和高碳生铁对含碳量进行调整。
(4) 熔炼:熔炼采用直径30mm的Q235圆钢, 按配方加入适量的4%高碳生铁、75%硅铁、60%低碳铬铁、60%低碳锰铁、56%低碳钼铁、99.93%纯镍板等合金材料, 进行熔炼, 高碳生铁、铬铁、钼铁、镍板随Q235圆钢先加入炉内, 硅铁、锰铁等易氧化的合金待钢水熔化后再加入, 并采用造渣剂造渣、打渣, 最后在炉内和包内采用铝板 (线) 脱氧除气, 出炉温度为1600℃～1620℃。
(5) 造型:机械性能试样为龙骨块形试样, 具体尺寸如图1所示。造型材料为水玻璃二氧化碳自硬砂, 冒口可为圆形或梯形。
(a) 大龙骨块试样尺寸:
R=43mm, 3 R=150mm, 2 R=110mm, L=120mm1212
(b) 小龙骨块试样尺寸:R=31.5mm, 312R=110mm, 212R=78mm, L=120mm
(6) 浇注:浇注温度为1540℃～1560℃。浇注时包内加入铝线进行脱氧, 并用造渣剂覆盖钢水表面, 经造渣、打渣后浇注, 浇注时冒口必须浇满, 并用草木灰覆盖冒口表面, 保证试样充分补缩。
(7) 打箱清砂:100℃以下打箱, 将试样表面沙子清理干净, 去除冒口, 以备加工之用。
3.2 热处理生产工艺
经过反复的试验, 确定最佳的热处理工艺为:预处理 (正火) +双相区淬火+两次回火+低温去应力退火。实际生产时, 可以根据工件的大小和设备对工艺参数进行适当的调整。
3.3 机械试验试棒取样部位、加工方法及检测结果
取样部位如图2所示, 在1、2、3、4号位任选3个位置, 用线切割方法切取3根直径为20mm的圆柱型试棒, 作为一组试样。圆柱型试棒的中心线应完全在龙骨块形试样距表面1/4Tmm (或15～20mm) 包线的芯部以内, 但不必在远离龙骨块形试样表面处切取, 应尽量在靠近1/4Tmm (或15～20mm) 包线处切取。用车床将切取出来的圆柱型试棒加工成标准拉伸试棒, 拉伸试棒的尺寸应符合国家标准GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法的规定。
检测结果:对每炉次浇注的龙骨块形试样经热处理后, 按如图2的部位要求加工出拉伸试样, 进行机械性能检测。拉伸试验标准执行GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法。试样为标距50mm、直径10mm的圆棒拉伸试样, 在10t液压万能材料试验机进行性能拉伸试验。通过对不同化学成分、不同的热处理工艺处理后加工出的拉伸试样进行性能检测试验, 最终获得满足《井口装置和采油树设备规范》中对API60K要求规定的各项性能指标。
4 结语
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