油井放噴時接力泵高溫自動控制系統

郭勇 李云 李曉東

1、現場調查

遼河油田曙光采油廠杜813塊是一塊超稠油區塊，開采難度非常大，最大的難題就是油的粘度大、流動性不好。稠油和稀油的直觀對比，稀油流動性很好，像水一樣流動，而稠油卻很難流動，這是稠油粘度高造成的，稠油粘度高達幾百萬毫帕·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候，從井口流出的原油結成塊后，抓起來往地上一摔，就摔得粉碎。

目前該區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，當油井油壓降至5-6 Mpa時，就會向采油站上進行放噴，隨著放噴時間延長，油井內壓力會不斷下降，當油井內壓力降到0.5 Mpa左右時，由于采油站內緩沖罐內壓力的存在，這時油井油壓與緩沖罐壓力相等，原油就不會往采油站上流動，油井內的壓力就不能放為零。這時如果要進行下泵作業，由于油井內有壓力，在提取隔熱管的過程中，隔熱管中就會原油流出，造成污染，甚至在提取隔熱管的時候，會帶動地底原油流動，壓力升高，造成井噴事故。因此這時就要使用接力泵將油井內的壓力抽凈，以達到能夠滿足下泵作業的條件。

接力泵通常為旋轉活塞泵，電動機功率為22KW，接力泵配電箱采用由空氣開關、交流接觸器、熱繼電器及按鈕組成的拖動裝置，當油井壓力低至0.5 Mpa左右時，啟動接力泵，來抽取油井內剩余壓力。由于超稠油自身的流動性比較差，當使用接力泵抽取油井壓力時，增強超稠油的流動性，這樣就會使地層深處的高溫油氣流流動速度加快，甚至會達到自噴的情況。當油井再次達到自噴時，由于接力泵的運轉，就會使油井產量越來越高，油溫也越來越高，甚至會達到180℃左右，如果不能夠及時發現，這樣高溫的油氣流就會通過接力泵進入站內，由于接力泵各部位密封件多為橡皮膠圈，溫度太高會使橡皮膠圈老化，失去彈性，不能起到密封作用，會使接力泵各部件因為密封漏油，如果不能及時發現，就會造成環境污染;高溫高壓的油氣流進入接力泵泵體內時，會造成大量氣體積聚，使接力泵出現“氣蝕”現象，“氣蝕”現象使接力泵空轉，加速接力泵的磨損，還會造成接力泵體及管線劇烈振動，使接力泵管線焊口開裂，原油噴出，造成環境污染;當油井自噴時，高溫高壓高產的油氣流進到站上后，造成管線震顫，管線焊口開裂，高產油氣流進入緩沖罐，如果不能及時發現，還會造成緩沖罐冒罐，站內墊子刺漏等各種事故。

2、技改內容

在接力泵控制配電箱內安裝二個溫度控制儀，在接力泵進口與出口的管線分別焊兩個溫度探頭插孔，由兩個溫度感應探頭來控制流過接力泵內原油溫度。當油井壓力低至0.5 Mpa左右時，按下啟動按鈕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，電動機得電運轉，抽取油井內的原油，隨著油井管柱內原油的流動，原油溫度上升，當接力泵進口管線上溫控儀1的溫度探頭探測到管線內的溫度高于90℃時，這時溫控儀1的常閉觸點斷開，切斷交流接觸器KM線圈電源，交流接觸器KM主觸頭斷開，接力泵電動機停止運轉，同時溫控儀1的常開觸點閉合，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，同時中間繼電器KA2的常閉觸點斷開交流接觸器KM線圈電路，即使溫控儀1溫度探頭探測到接力泵進口管線內溫度降至90℃，常閉觸點閉合，KM線圈也不能得電吸合。當油井內的油氣流流動一段時間后，隨著原油流動速度降低，原油溫度下降，當接力泵出口管線上溫控儀2的溫度探頭探測到管線內溫度下降至50℃時，溫控儀2常開觸點閉合，使交流接觸器KM線圈得電，主觸頭閉合，接力泵電動機繼續運轉。交流接觸器KM線圈得電后，常閉輔助觸點斷開，中間繼電器KA2線圈失電，使溫控儀2斷電。當接力泵管線內溫度升至90℃時，溫控1再控制交流接觸器KM斷開，電動機停止，不斷循環，將接力泵抽出油流溫度控制在90℃～50℃之間，以免出現高溫情況。

3、實施效果

使用溫度控制儀來控制接力泵啟動后的運轉情況，當油井壓力低至0.5 Mpa左右時，啟動接力泵，油井產出原油溫度高于90℃時，接力泵自動停止運轉，當原油溫度低于50℃時，接力泵又能自動啟動來繼續抽取油井內的壓力，即滿足了油井壓力低時抽取油井壓力的目的;接力泵內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”現象的出現，可以減少對接力泵的磨損，以及原油溫度對接力泵各處密封件的損壞，減少污染危險，延長接力泵的使用壽命，同時還減少了工人啟、停接力泵次數，降低了工人的勞動強度。

曙一區85#站現有接力泵5臺，每個月油井放噴井數在7～8口井，應用接力泵溫度自動控制后，每臺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

[1] 柴敬鏞、王照清主編.維修電工.北京：中國勞動社會保障出版社，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五區，作業工種：維修電工，技能等級：高級技師.