油井放噴時(shí)接力泵高溫自動(dòng)控制系統(tǒng)

郭勇 李云 李曉東

1、現(xiàn)場調(diào)查

遼河油田曙光采油廠杜813塊是一塊超稠油區(qū)塊，開采難度非常大，最大的難題就是油的粘度大、流動(dòng)性不好。稠油和稀油的直觀對(duì)比，稀油流動(dòng)性很好，像水一樣流動(dòng)，而稠油卻很難流動(dòng)，這是稠油粘度高造成的，稠油粘度高達(dá)幾百萬毫帕·秒，像"黑泥"一樣，可用鐵鍬鏟，用手抓起。稠油的流動(dòng)性很差，這樣粘稠的油，一般很難從地下采出。超稠油是指稠油粘度大于50000（mPa.s） 毫帕·秒的石油，這種粘度的超稠油在冬天氣溫低的時(shí)候，從井口流出的原油結(jié)成塊后，抓起來往地上一摔，就摔得粉碎。

目前該區(qū)塊的超稠油開采通常采用蒸汽吞吐的方法，就是通過給超稠油加溫來降低油的粘度，提高油的流動(dòng)性。蒸汽吞吐的方法就是提出油井中油管及抽油桿，再下入隔熱管，通過隔熱管將高溫高壓的蒸汽注入地下油層，蒸汽的溫度可達(dá)到340℃，注汽壓力為13-16Mpa。注汽量為2500M3-3000M3。停注以后，通常情況下燜井4-7天左右，當(dāng)油井油壓降至5-6 Mpa時(shí)，就會(huì)向采油站上進(jìn)行放噴，隨著放噴時(shí)間延長，油井內(nèi)壓力會(huì)不斷下降，當(dāng)油井內(nèi)壓力降到0.5 Mpa左右時(shí)，由于采油站內(nèi)緩沖罐內(nèi)壓力的存在，這時(shí)油井油壓與緩沖罐壓力相等，原油就不會(huì)往采油站上流動(dòng)，油井內(nèi)的壓力就不能放為零。這時(shí)如果要進(jìn)行下泵作業(yè)，由于油井內(nèi)有壓力，在提取隔熱管的過程中，隔熱管中就會(huì)原油流出，造成污染，甚至在提取隔熱管的時(shí)候，會(huì)帶動(dòng)地底原油流動(dòng)，壓力升高，造成井噴事故。因此這時(shí)就要使用接力泵將油井內(nèi)的壓力抽凈，以達(dá)到能夠滿足下泵作業(yè)的條件。

接力泵通常為旋轉(zhuǎn)活塞泵，電動(dòng)機(jī)功率為22KW，接力泵配電箱采用由空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器及按鈕組成的拖動(dòng)裝置，當(dāng)油井壓力低至0.5 Mpa左右時(shí)，啟動(dòng)接力泵，來抽取油井內(nèi)剩余壓力。由于超稠油自身的流動(dòng)性比較差，當(dāng)使用接力泵抽取油井壓力時(shí)，增強(qiáng)超稠油的流動(dòng)性，這樣就會(huì)使地層深處的高溫油氣流流動(dòng)速度加快，甚至?xí)_(dá)到自噴的情況。當(dāng)油井再次達(dá)到自噴時(shí)，由于接力泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，就會(huì)使油井產(chǎn)量越來越高，油溫也越來越高，甚至?xí)_(dá)到180℃左右，如果不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這樣高溫的油氣流就會(huì)通過接力泵進(jìn)入站內(nèi)，由于接力泵各部位密封件多為橡皮膠圈，溫度太高會(huì)使橡皮膠圈老化，失去彈性，不能起到密封作用，會(huì)使接力泵各部件因?yàn)槊芊饴┯停绻荒芗皶r(shí)發(fā)現(xiàn)，就會(huì)造成環(huán)境污染;高溫高壓的油氣流進(jìn)入接力泵泵體內(nèi)時(shí)，會(huì)造成大量氣體積聚，使接力泵出現(xiàn)“氣蝕”現(xiàn)象，“氣蝕”現(xiàn)象使接力泵空轉(zhuǎn)，加速接力泵的磨損，還會(huì)造成接力泵體及管線劇烈振動(dòng)，使接力泵管線焊口開裂，原油噴出，造成環(huán)境污染;當(dāng)油井自噴時(shí)，高溫高壓高產(chǎn)的油氣流進(jìn)到站上后，造成管線震顫，管線焊口開裂，高產(chǎn)油氣流進(jìn)入緩沖罐，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，還會(huì)造成緩沖罐冒罐，站內(nèi)墊子刺漏等各種事故。

2、技改內(nèi)容

在接力泵控制配電箱內(nèi)安裝二個(gè)溫度控制儀，在接力泵進(jìn)口與出口的管線分別焊兩個(gè)溫度探頭插孔，由兩個(gè)溫度感應(yīng)探頭來控制流過接力泵內(nèi)原油溫度。當(dāng)油井壓力低至0.5 Mpa左右時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，中間繼電器KA1線圈得電，常開輔助觸頭閉合自鎖，交流接觸器KM線圈得電，主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)，抽取油井內(nèi)的原油，隨著油井管柱內(nèi)原油的流動(dòng)，原油溫度上升，當(dāng)接力泵進(jìn)口管線上溫控儀1的溫度探頭探測(cè)到管線內(nèi)的溫度高于90℃時(shí)，這時(shí)溫控儀1的常閉觸點(diǎn)斷開，切斷交流接觸器KM線圈電源，交流接觸器KM主觸頭斷開，接力泵電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)溫控儀1的常開觸點(diǎn)閉合，使中間繼電器KA2線圈得電，常開輔助觸頭閉合，給溫控儀2供電，同時(shí)中間繼電器KA2的常閉觸點(diǎn)斷開交流接觸器KM線圈電路，即使溫控儀1溫度探頭探測(cè)到接力泵進(jìn)口管線內(nèi)溫度降至90℃，常閉觸點(diǎn)閉合，KM線圈也不能得電吸合。當(dāng)油井內(nèi)的油氣流流動(dòng)一段時(shí)間后，隨著原油流動(dòng)速度降低，原油溫度下降，當(dāng)接力泵出口管線上溫控儀2的溫度探頭探測(cè)到管線內(nèi)溫度下降至50℃時(shí)，溫控儀2常開觸點(diǎn)閉合，使交流接觸器KM線圈得電，主觸頭閉合，接力泵電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。交流接觸器KM線圈得電后，常閉輔助觸點(diǎn)斷開，中間繼電器KA2線圈失電，使溫控儀2斷電。當(dāng)接力泵管線內(nèi)溫度升至90℃時(shí)，溫控1再控制交流接觸器KM斷開，電動(dòng)機(jī)停止，不斷循環(huán)，將接力泵抽出油流溫度控制在90℃～50℃之間，以免出現(xiàn)高溫情況。

3、實(shí)施效果

使用溫度控制儀來控制接力泵啟動(dòng)后的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，當(dāng)油井壓力低至0.5 Mpa左右時(shí)，啟動(dòng)接力泵，油井產(chǎn)出原油溫度高于90℃時(shí)，接力泵自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)原油溫度低于50℃時(shí)，接力泵又能自動(dòng)啟動(dòng)來繼續(xù)抽取油井內(nèi)的壓力，即滿足了油井壓力低時(shí)抽取油井壓力的目的;接力泵內(nèi)原油溫度受到控制后，減少接力泵泵體氣體的積聚，避免了“氣蝕”現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以減少對(duì)接力泵的磨損，以及原油溫度對(duì)接力泵各處密封件的損壞，減少污染危險(xiǎn)，延長接力泵的使用壽命，同時(shí)還減少了工人啟、停接力泵次數(shù)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

曙一區(qū)85#站現(xiàn)有接力泵5臺(tái)，每個(gè)月油井放噴井?dāng)?shù)在7～8口井，應(yīng)用接力泵溫度自動(dòng)控制后，每臺(tái)接力泵照比以前壽命延長2倍以上，而由于接力泵密封造成的污染則減少了90%左右。

參考文獻(xiàn)

[1] 柴敬鏞、王照清主編.維修電工.北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2003.9.

作者簡介：姓名：郭勇，工作單位：遼河油田曙光采油廠采油作業(yè)五區(qū)，作業(yè)工種：維修電工，技能等級(jí)：高級(jí)技師.