油井多功能单流阀的研制.pdf

2 0 1 0年第 3 8卷第 5期 石 油机械 C HI NA P E TROL EUM MACHI NERY ●经验集锦 油井多功能单流 阀的研制 孙爱军 张海斌 贾恒然 河南油 田分公 司第一采 油厂 摘要 为 了延长单流阀的使用寿命和防止原油被盗，研制 了油井多功能单流阀。该 单流阀由 三通阀体、底单流阀、内置单流 阀和 防盗丝堵组成，采用立式焊接连接方式，安装在井 口回压 闸 门上部或替代回压闸门，可彻底杜绝地面管线及计量站原油在井 口被盗现象。现场 7口井应用表 明，该单流阀运行正常，平均使用寿命 已超过 1 1 0 0 d 。多功能单流 阀在 江河油矿 4 0口井进行推 广应用 ，同期对 比减少被盗原油2 0 0 t ，减少液流倒灌油 1 0 t 以上，创效 4 2万元。 关键词 油井单流阀 多功能 防盗 扫线 0 引 言 油田开发进人高含水期后 ，地下介质环境 日趋 复杂 ，加重 了油管 和抽油泵的漏失。油井在停井 后 ，因井下工具漏失等原因造成 已采 出原油流 回井 内形成倒灌 ；另一方面，光杆断脱后地面管线原油 倒流从盘根盒喷出，因此油井井 口流程上安装的单 流阀就成 为 防止 倒灌 和 倒流 不 可或 缺 的配 套设 备 ] 。原来油 田使用 的弹簧式 单流 阀因结构存 在 缺陷易损坏 ，使用寿命一般都 比较短 ，已被逐步淘 汰，目前广泛应用 的是升 降式单 流阀。根据 2 0 0 6 年对河南油田分公司第一采油厂江河油矿使用单流 阀的 1 1 5口油井的统计 ，失效井 2 5口，部分失效 4 7口，合计 占6 2 ． 6 ％ ，平均使用寿命为 2 ． 5 a 。另 外 ，单流阀采用法兰连接 ，安装在生产闸门和回压 闸门之间或生产闸门处 ，不能防止地面管线及计量 站原油被盗。基于以上原因，为了延长单流阀的使 用寿命 和 防止 原油 被 盗 ，研 制 了油 井 多 功能 单 流 阀。 1 技术分析 1 ． 1 结构 油井多功能单流阀的结构如图 1所示 ，由三通 阀体 、底单流阀、内置单流阀和防盗丝堵 4部分组 成。底单 流阀在三通 阀体底端 ，由球座 、阀球组 成；内置单流阀由多孑 L 进水 口、弹簧 、阀球、球座 和工具插孔组成 ，通过螺纹安装在三通阀体 内部 ； 三通阀体顶部采用了防盗丝堵专利技术，必须使用 专用工具才能卸开。 一扫 线 口 一 工具捕 孔 一 2 。。一 4 ～c 2 0 X4 l I ～ 多孔进水 孔 I 笪旦 6 8 i 一 原 油 讲 口 图 1 油 井 多功 能 单 流 阀 结 构 示 意 图 l 一防盗丝堵 ；2、8 --球座 ；3 、7 --阀球 ； 4 一 内置单 流阀 ； 5 一弹簧 ； 6 一 三通 阀体 。 1 ． 2工作原 理 单流阀采用立式焊接连接方式 ，安装在井 口回 压闸门上部或替代 回压闸门。三通 阀体直通管下端 的底单流阀，阀球采用自由球体设计，靠自 身重力 作用与球座中心孔实现封堵。油井正常生产时，阀 球利用液体流动时的浮力悬浮在阀内液体 中，原油 从 出油 口流入地面管线。油井停井或出现单流阀出 口压力大于进 口压力时 ，阀球在重力和压力的作用 采油井 口防盗解堵单流阀 已申报国家专利 ，专利 申请号 2 0 0 9 2 0 2 2 4 2 2 5 ． X。 一 9 6一 石 油机械 2 0 1 0年第 3 8卷第 5期 下迅速关闭 ，防止油气倒流。阀体三通处出油孔设 计为不规则结构 ，防止生产时阀球堵住出油孔。内 置单流阀是一个弹簧式单流阀，要用专用工具安装 和拆卸。油井生产 时，在弹簧和管线 回压 的作 用 下 ，始终处于关闭状态，当地面管线扫线时，停井 后无需井 口放空卸压 ，用防盗丝堵专用扳手卸掉丝 堵 ，连接管线 ，水压克服弹簧和管线回压进人阀内 后流入地面管线 ，此时底单流阀处于关闭状态。 1 ． 3技术特 点 1 三通式阀体外形简单 ，最大直径 8 9 1 13 13 3 ， 与接 口直径相 同便于对 口焊接；流道最小直径 5 0 m m，与井 口三通管线 的内径相同，不增加液体 的 流动阻力。 2 油井在正常生产时 ，底部 阀球始终悬浮 在阀内，大大减轻了阀球和球座的撞击 ，从而延长 了单流阀的使用寿命 。 3 阀球和球座采用不锈钢材 料，耐腐蚀性 好 ，密封严 ，底单流阀关闭后可承受 2 0 MP a压力 不渗漏 ；内置单 流阀弹簧选用 1 C r l 8 N i 9不锈钢丝 制作 ，具有 良好 的耐高温 、耐腐 蚀性能 ] ，更 具 可靠性。 4 内置单流阀与三通阀体 及 内置单流阀的 多孔进水孔采用螺纹 连接 ，便 于定期卸开检查 阀 球 、球座及弹簧的使用情况 ，对损坏的零部件及时 维修和更换 。 5 防盗性能好 。替代 回压闸 门后 ，可彻底 杜绝地面管线及计量站原油在井 口被盗现象。 6 地面管线扫线时无需井 口放空卸压。 2 现场应用情况 油井多功能单流阀研制成功后 ，在河南油 田分 公司第一采油厂江河油矿初步试用。为验证多功能 单流阀的防盗效果 ，选取了 7口易发生原油被盗 的 油井进行现场试用 ，试用统计时间为 1 a 。试用情 况见表 1 。 目前 7口试验井均运行正常，升降式单流阀平 均使用寿命为 9 0 0 d ，而油井多功能单流阀平均使 用寿命 已超过 1 1 0 0 d 。 现场试用情况表明，该油井多功能单流阀具有 以下优点 1 油井多功能单流阀替代了井口单流阀和 回压 阀门，节省了井 口阀门 ，降低了成本。 2 无法兰 、手轮结构及防盗丝堵 ，不 易被 破坏 ，防盗性能好。 3 在对地面管线进行扫线时，无需从井 口放 空卸压 ，提高了工作效率，减少了油井停井时间。 4 可靠性好 ，使用寿命长。 表 1 油井多功能单流 阀现场试用情况 鉴于油井多功能单流阀良好的应用效果 ，已在 河南油田分公司第一采油厂江河油矿 4 0口井进行 推广应用 ，同期对 比减少被盗原油 2 0 0 t ，减少液 流倒灌油 1 0 t 以上 ，创效 4 2万元 。 3 结束语 油井多功能单流阀采用 自由球体设计 ，内置单 流阀及防盗丝堵等技术 ，与原单流阀相 比可靠性大 幅度提高 使用寿命也大大延长 ，同时增加了井 口 防盗油 、不卸压扫线的功能。 该油井多功能单流阀不仅适用于一般油井 ，更 适用于易被盗和经常冲洗地面管线的油井 ，在油田 具有较高的推广应用价值 。 参考文献 [ 1 ] 冯永江，张峻，时新东，等 ．新型油井单流阀的 研制与应用 [ J ]．石油机械，2 0 0 8 ，3 6 1 1 7 5 7 6． [ 2 ] 纂耀光，刘 峰 ．机械设计基础 [ M]．东营中 国石油大学 出版社 ，2 0 0 6 ． 第一作者简介 孙 爱军 ，高级技 师 ，生于 1 9 6 9年 ，现 从事油田抽采设备管理工作。地址 4 7 4 7 8 0 河南省南阳 市 。电话 0 3 7 7 6 3 8 4 9 2 2 5 。E m a i l s 8 2 0 1 6 3 ． C O N 1 。 收稿 日期 2 0 1 0 0 1 1 2 本文编辑赵连禄