防凍堵取樣器的研制與改進(jìn)

齊玉梅 夏瑛 （大港油田第三采油廠）

王振東 （華北油田第一采油廠）

前言

大港油田第三采油廠大部分區(qū)塊都具有三高一低的特點(diǎn)，即高粘、高凝、高含蠟、低產(chǎn)氣量。到了冬天，由于氣溫下降，取樣閘門(mén)容易凍堵，取樣困難，現(xiàn)場(chǎng)一般采取的解堵方式不僅污染井場(chǎng)而且具有安全隱患，并且加大了采油工的工作量，為了解決這一問(wèn)題，研制一種新型取樣器刻不容緩。

一、目前所用取樣閘門(mén)分析

1.取樣閘門(mén)的組成

目前現(xiàn)場(chǎng)使用的取樣閘門(mén)，是由一個(gè)4分短接和一個(gè)4分閘門(mén)，采用螺紋連接在一起，4分閘門(mén)的另一端螺紋連接一個(gè)90度的彎頭，4分短節(jié)焊接在井口的出油管線上。

2.目前取樣閘門(mén)存在的不足

（1）造成能量的損失，影響資料的全準(zhǔn)率

在取樣時(shí)，需要打開(kāi)閘門(mén)進(jìn)行放空，放空放掉的那部分原油會(huì)造成能量的損失。如果員工經(jīng)常操作不規(guī)范，不放空，直接取樣，就造成了所取油樣中有死油，含水資料不準(zhǔn)確，影響資料的全準(zhǔn)率。

（2）存在安全隱患和造成污染

進(jìn)入冬季，氣溫降低，四分短節(jié)處就形成死油段，容易凍堵，給取樣帶來(lái)一定的麻煩，遇到這種情況，一般會(huì)采取以下三種方法解決：

1）打開(kāi)閘門(mén)，卸掉彎頭，用通針扎進(jìn)出油管線，使油流與取樣閘門(mén)外部形成一個(gè)通道，使油樣流出，如果當(dāng)時(shí)人站在閘門(mén)對(duì)面，會(huì)造成人身傷害或者環(huán)境污染的隱患發(fā)生；

2）有摻水的油井，用一條皮管連接摻水閘門(mén)，打開(kāi)摻水閘門(mén)，可利用摻水的熱度解開(kāi)凍堵部分。這種方法有兩個(gè)弊端：一是浪費(fèi)摻水能源；二是造成井場(chǎng)污染，給標(biāo)準(zhǔn)化井場(chǎng)的完善工作帶來(lái)無(wú)形工作量。

3）用火燒的方法，就是利用破舊的面紗蘸取柴油點(diǎn)燃，用火燒的溫度加熱取樣閘門(mén)，達(dá)到解堵的目的，這種方法的隱患最大：火災(zāi)、傷人、污染。

另外整個(gè)取樣器的連接有兩處，使用的閘門(mén)一般都是普通的低壓4分閘門(mén)，密封性能不好，經(jīng)常出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象，造成油層井場(chǎng)污染。

二、防凍堵取樣器的設(shè)計(jì)及工作原理

1.防凍堵取樣器的設(shè)計(jì)構(gòu)想

針對(duì)目前取樣閘門(mén)的不足，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種防凍堵新型取樣器，其構(gòu)想是：去掉連接出油管線的4分短節(jié)，把取樣器閥體直接焊接到出油管線上，閥體的下部連接取樣管，采用圓柱—錐形—圓柱3次密封的閘板將閥體里面的剩余油擠到管線中，使取樣器中沒(méi)有死油，取樣器的按照閘門(mén)的原理設(shè)計(jì)，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是將閘門(mén)上下活動(dòng)的閘板改為左右活動(dòng)，這樣能保證閘板將剩余油擠進(jìn)出油管線，防止出現(xiàn)死油段，達(dá)到防凍堵的目的，也可以達(dá)到不放空取出的油樣符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.防凍堵取樣器的工作原理

將閥體焊接到出油管線上，向左旋轉(zhuǎn)手輪，螺桿帶動(dòng)閘板后退，管線中的原油經(jīng)過(guò)閥體流進(jìn)取樣管而進(jìn)入取樣桶，完成取樣；向右旋轉(zhuǎn)手輪，閘板向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，利用閘板和閥體的密封性將取樣器內(nèi)的死油擠進(jìn)出油管線，這樣保證下次取樣時(shí)整個(gè)取樣器中沒(méi)有死油，所以取樣時(shí)可以不放空，直接取樣，防止冬季取樣器內(nèi)原油凍堵，造成的取樣困難。

三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

2013年1月以來(lái)，我們開(kāi)展了試驗(yàn)。冬季生產(chǎn)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)凍堵現(xiàn)象，安裝后根據(jù)安裝前后取樣化驗(yàn)跟蹤，含水資料一直準(zhǔn)確，也就是說(shuō)免放空防凍堵取樣器和常規(guī)放空取樣器取出的油樣標(biāo)準(zhǔn)一致，使用效果良好。

四、存在問(wèn)題及改進(jìn)措施

從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)看，這種免放空防凍堵取樣器效果很好，但也存在一定的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：

1.嚴(yán)密性差

在應(yīng)用了一段時(shí)間以后，由于閘板和螺桿之間采用的連接方式為掛式，使閘板在接頭內(nèi)有一定的活動(dòng)空間，造成錐形面不正，在關(guān)閉閥門(mén)的時(shí)候造成關(guān)閉不嚴(yán)，漏油的情況，如果強(qiáng)行關(guān)閉，會(huì)造成密封面磨損嚴(yán)重，縮短取樣器的使用壽命。

2.更換困難

在取樣器需要更換時(shí)，由于防凍堵取樣器在研制初期設(shè)計(jì)的是將接頭焊接在出油管線上，就需要?jiǎng)佑秒姎夂福掷m(xù)繁瑣，耽誤的時(shí)間長(zhǎng)，影響油井的生產(chǎn)。

針對(duì)以上存在問(wèn)題，提出了改進(jìn)措施：

3.改變閘板和螺桿的連接方式

閘板與絲杠的連接采用了銅絲連接，也就是在閘板的右側(cè)鉆孔，將螺桿放進(jìn)閘板后，用銅絲從螺桿的凹槽處將螺桿和閘板進(jìn)行連接，這樣保證運(yùn)行時(shí)，螺桿和閘板保持一致，防止閘板在接頭內(nèi)隨意活動(dòng)。

4.接頭和出油管線的連接方式

改進(jìn)措施中新加了一個(gè)連接口，將接頭處改成連接螺紋，在使用過(guò)程中，將連接口焊接在出油管線上，取樣器本體與連接口采用了螺紋連接，更換取樣器時(shí)，取消了電氣焊的工序，采油工可以自行操作，更換方便。

5.閘板尺寸加長(zhǎng)

由于新加了連接口和螺紋連接，接頭加長(zhǎng)，這樣如果采用原來(lái)取樣器閘板的尺寸，就不能將接頭內(nèi)的原油擠進(jìn)出油管線，會(huì)在接頭處形成死油區(qū)；所以加長(zhǎng)了閘板的尺寸，使閘板能夠順利的將原油擠進(jìn)出油管線，起到防凍堵的作用。

6.改變了取樣器的材質(zhì)

在前期使用過(guò)程中，因?yàn)槌霈F(xiàn)了關(guān)閉不嚴(yán)的情況，所以改進(jìn)時(shí)采用材料較軟的銅質(zhì)，能夠更好的起到密封的作用。

五、經(jīng)濟(jì)效益分析

以每口井每次放空放出的原油500克計(jì)算，第三采油廠每年放空損失原油60噸左右。這種新型取樣器的推廣應(yīng)用，可以避免損失24萬(wàn)元。冬季削減了解堵造成的安全隱患，更便于操作，取樣時(shí)間縮短，每天可節(jié)約采油工取樣時(shí)間30分鐘，減少了一線員工的工作量。

六、適用范圍及推廣應(yīng)用前景

適用范圍：該取樣閘門(mén)適用于：①含水低、原油物性差的油井；②溫度低于80度的油井；③油壓、回壓低于2.5兆帕的油井；

該技術(shù)主要應(yīng)用于石油行業(yè)采油井上，每個(gè)取樣閘門(mén)的成本價(jià)在200元作用，主要采用銅結(jié)構(gòu)，制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。安裝方法簡(jiǎn)單方便，適用性強(qiáng)，可在各油田中推廣應(yīng)用。

[1]中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司人事服務(wù)中心，采油工，北京：石油工業(yè)出版社，2009.1.