可調式摻水閥研制與應用

劉莉 劉洪偉 劉洪濱

摘要：闡述了可調式摻水閥的結構原理及安裝方式，根據實際生產需要，可調式摻水閥按照安裝位置的不同分為井口可調式摻水閥和計量間可調式摻水閥。分析了安裝可調式摻水閥后的節能效果。結果表明，采用可調式摻水新工藝，可以達到對單井及計量間摻水流量的有效控制，從而更加準確、合理地分配油井摻水流量，從而有效地降低總摻水量，提高摻水壓力，達到節能降耗的目的，在油田的應用前景廣闊。

關鍵詞：可調式；摻水閥；節能；降耗；提效

現在無論在井口還是在計量間，都是用閥門來調控摻水量的，單井摻水用量不好掌握。一方面，因員工頻繁地調整閥門開關的大小，增加了工作勞動強度，增大了工作量；另一方面，由于調整閥門的開關大小沒有一個直觀量的標準，只能憑經驗去操作，因此常出現摻水量控制不好發生冬季凍井事故。為此，采用可調式摻水新工藝可有效解決上述問題，有效防止管線結蠟。

1、可調式摻水閥的結構及工作原理

結構：主要由閥體、進水部分、出水部分、水嘴、調整水量絲堵、單流活塞組成。如圖一所示：

防止出水部分堵塞加工技術要求：采用珩磨加工方式，珩磨鋼件時為0.005㎜-0.08㎜，要求高精度，達到珩磨表面耐磨損。

工作原理：來水從進水部分進來把單流活塞頂開，水從出水孔排出，達到控制摻水目的。當摻水壓力較低時液體單流活塞頂回來關閉出水孔，達到單流閥目的。該閥原理是采用四個出水孔，每個孔的水嘴直徑不一樣，孔的直徑是遞增，需要大時可以打開2-3個孔的絲堵，即可增加流量，也能防止堵塞出水孔，可以精準確定摻水量；閥座內下方安裝水嘴，上方是調整絲堵，通過調整絲堵控制摻水量的大小來實現單井固定摻水量，最終降低了單井采油成本，保證了采油井的正常運行。采油井可調式摻水閥不但可以精準確定摻水量、節能降耗、同時降低員工勞動強度。

適用范圍：油井，該摻水閥具有計量、限量摻水量、單流、防凍、防堵、防盜功能。該閥適用于油田各種機械生產油井，摻水量可在水咀1.2mm-10.2mm之間根據產量任意調節，需要沖洗管線時水量可放到最大。調節流量的開關操作簡便，具有流體流動性能好、杜絕閥孔堵塞的特點。

流量計算：現在固定摻水量，摻水量節省30%左右。

體積流量、平均流速、流體質量、通過面積等的關系式：

qv=△v /△t=Ua（流量測量技術及儀表）

qm=△m/△t=ρuA

式中qv——體積流量，m^/S、μ——流速，A ——面積，m^2 m ——流體質量，ρ——流體的密度，Kg/m^3；t ——時間，V——流體體積

原來控制摻水量隨意性較大，摻水量較大達不到節能效果。

2、工藝安裝

可調式摻水閥按照其安裝位置的不同可分為兩種，安裝在井口的可調式摻水閥稱為井口可調式摻水閥，如圖四。安裝在計量間的可調式摻水閥稱為計量間可調式摻水閥。

3、效果分析

安裝可調式摻水閥后，轉油站的總摻水量減少，耗電量大幅下降，單井平均摻水溫度由原來的40℃，下降到36℃。有效地解決了因原摻水工藝造成的井口回壓高和出油管線堵塞問題。以一座轉油站為例，摻水泵平均壓力為1.8Mpa，裝前平均總摻水量1180m3/d，裝后平均摻水量906 m3/d，節省摻水百分率在24%。

4、經濟效益

1）、可以實現摻水溫度的準確控制，保持摻水溫度平穩運行，減少摻水流量過大而導致的浪費，同時減少采油工的勞動強度。目前已在一個采油隊80口井上應用試驗，整個采油隊全部使用，轉油站可以停一臺摻水泵，摻水泵揚程為200m，流量為50 m3/h，效率為2.72，考慮實際運行情況，泵的效率取78%，采用可調式摻水閥摻水新工藝后按照節約摻水量26%計算，整座轉油站全年節約電量17.28×104KW.h，預計年節約17萬元。

2）、可以減少摻水管線和出油管線管道凝堵事故的發生，給操作管理和安全生產帶來很大的方便，社會效益明顯。

5、結 論

1）可調式摻水閥的使用，使井口回壓穩定，避免出油管線凝堵事故的發生。

2）可調式摻水閥成本低，現場安裝和操作維護方便，大幅度降低工人的操作維護勞動強度，具有較長預期使用壽命。有顯著的社會效益，在油田生產中大面積使用前景廣闊。

作者簡介：劉莉，采油高級技師，從事采油設備維修、故障診斷、采油安全等工作。

劉洪偉，集輸技師，從事集輸設備維修、故障診斷等工作。

劉洪濱，采油技師，從事采油設備維修、故障診斷、采油安全等工作。

（作者單位：1.黑龍江省大慶油田有限責任公司

第一采油廠第二油礦205隊；

2.黑龍江省大慶油田有限責任公司

第一采油廠第二油礦北二聯合站；

3.大慶油田有限責任公司第十采油廠第五油礦一工區）