油井放喷时接力泵高温自动控制系统

郭勇 李云 李晓东

1、现场调查

辽河油田曙光采油厂杜813块是一块超稠油区块，开采难度非常大，最大的难题就是油的粘度大、流动性不好。稠油和稀油的直观对比，稀油流动性很好，像水一样流动，而稠油却很难流动，这是稠油粘度高造成的，稠油粘度高达几百万毫帕·秒，像"黑泥"一样，可用铁锹铲，用手抓起。稠油的流动性很差，这样粘稠的油，一般很难从地下采出。超稠油是指稠油粘度大于50000（mPa.s） 毫帕·秒的石油，这种粘度的超稠油在冬天气温低的时候，从井口流出的原油结成块后，抓起来往地上一摔，就摔得粉碎。

目前该区块的超稠油开采通常采用蒸汽吞吐的方法，就是通过给超稠油加温来降低油的粘度，提高油的流动性。蒸汽吞吐的方法就是提出油井中油管及抽油杆，再下入隔热管，通过隔热管将高温高压的蒸汽注入地下油层，蒸汽的温度可达到340℃，注汽压力为13-16Mpa。注汽量为2500M3-3000M3。停注以后，通常情况下焖井4-7天左右，当油井油压降至5-6 Mpa时，就会向采油站上进行放喷，随着放喷时间延长，油井内压力会不断下降，当油井内压力降到0.5 Mpa左右时，由于采油站内缓冲罐内压力的存在，这时油井油压与缓冲罐压力相等，原油就不会往采油站上流动，油井内的压力就不能放为零。这时如果要进行下泵作业，由于油井内有压力，在提取隔热管的过程中，隔热管中就会原油流出，造成污染，甚至在提取隔热管的时候，会带动地底原油流动，压力升高，造成井喷事故。因此这时就要使用接力泵将油井内的压力抽净，以达到能够满足下泵作业的条件。

接力泵通常为旋转活塞泵，电动机功率为22KW，接力泵配电箱采用由空气开关、交流接触器、热继电器及按钮组成的拖动装置，当油井压力低至0.5 Mpa左右时，启动接力泵，来抽取油井内剩余压力。由于超稠油自身的流动性比较差，当使用接力泵抽取油井压力时，增强超稠油的流动性，这样就会使地层深处的高温油气流流动速度加快，甚至会达到自喷的情况。当油井再次达到自喷时，由于接力泵的运转，就会使油井产量越来越高，油温也越来越高，甚至会达到180℃左右，如果不能够及时发现，这样高温的油气流就会通过接力泵进入站内，由于接力泵各部位密封件多为橡皮胶圈，温度太高会使橡皮胶圈老化，失去弹性，不能起到密封作用，会使接力泵各部件因为密封漏油，如果不能及时发现，就会造成环境污染;高温高压的油气流进入接力泵泵体内时，会造成大量气体积聚，使接力泵出现“气蚀”现象，“气蚀”现象使接力泵空转，加速接力泵的磨损，还会造成接力泵体及管线剧烈振动，使接力泵管线焊口开裂，原油喷出，造成环境污染;当油井自喷时，高温高压高产的油气流进到站上后，造成管线震颤，管线焊口开裂，高产油气流进入缓冲罐，如果不能及时发现，还会造成缓冲罐冒罐，站内垫子刺漏等各种事故。

2、技改内容

在接力泵控制配电箱内安装二个温度控制仪，在接力泵进口与出口的管线分别焊两个温度探头插孔，由两个温度感应探头来控制流过接力泵内原油温度。当油井压力低至0.5 Mpa左右时，按下启动按钮SB2，中间继电器KA1线圈得电，常开辅助触头闭合自锁，交流接触器KM线圈得电，主触头闭合，电动机得电运转，抽取油井内的原油，随着油井管柱内原油的流动，原油温度上升，当接力泵进口管线上温控仪1的温度探头探测到管线内的温度高于90℃时，这时温控仪1的常闭触点断开，切断交流接触器KM线圈电源，交流接触器KM主触头断开，接力泵电动机停止运转，同时温控仪1的常开触点闭合，使中间继电器KA2线圈得电，常开辅助触头闭合，给温控仪2供电，同时中间继电器KA2的常闭触点断开交流接触器KM线圈电路，即使温控仪1温度探头探测到接力泵进口管线内温度降至90℃，常闭触点闭合，KM线圈也不能得电吸合。当油井内的油气流流动一段时间后，随着原油流动速度降低，原油温度下降，当接力泵出口管线上温控仪2的温度探头探测到管线内温度下降至50℃时，温控仪2常开触点闭合，使交流接触器KM线圈得电，主触头闭合，接力泵电动机继续运转。交流接触器KM线圈得电后，常闭辅助触点断开，中间继电器KA2线圈失电，使温控仪2断电。当接力泵管线内温度升至90℃时，温控1再控制交流接触器KM断开，电动机停止，不断循环，将接力泵抽出油流温度控制在90℃～50℃之间，以免出现高温情况。

3、实施效果

使用温度控制仪来控制接力泵启动后的运转情况，当油井压力低至0.5 Mpa左右时，启动接力泵，油井产出原油温度高于90℃时，接力泵自动停止运转，当原油温度低于50℃时，接力泵又能自动启动来继续抽取油井内的压力，即满足了油井压力低时抽取油井压力的目的;接力泵内原油温度受到控制后，减少接力泵泵体气体的积聚，避免了“气蚀”现象的出现，可以减少对接力泵的磨损，以及原油温度对接力泵各处密封件的损坏，减少污染危险，延长接力泵的使用寿命，同时还减少了工人启、停接力泵次数，降低了工人的劳动强度。

曙一区85#站现有接力泵5台，每个月油井放喷井数在7～8口井，应用接力泵温度自动控制后，每台接力泵照比以前寿命延长2倍以上，而由于接力泵密封造成的污染则减少了90%左右。

参考文献

[1] 柴敬镛、王照清主编.维修电工.北京：中國劳动社会保障出版社，2003.9.

作者简介：姓名：郭勇，工作单位：辽河油田曙光采油厂采油作业五区，作业工种：维修电工，技能等级：高级技师.