直读防冻堵定压套气阀的应用.pdf

第 4 9 卷第 6 期 2 0 1 3年 1 2 月 石油化工自动化 AU T0Ⅳ 【 AT1 0N I N PETR0一 CH E M I CAL。 I NDUS TRY Vo 1 ． 4 9，No ． 6 De c e mb e r ，2 0 1 3 直读防冻堵定压套气 阀的应用 张明 ， 马力 长庆油田分公司 ，张明鹏 ， 陈鸿鹛 ， 郭敏 第一采油厂， 陕西 延安 7 1 6 0 0 0 摘要 从机械原理人手， 系统分析、 试验了直读防冻堵定压套气阀的结构和使用方法， 优化结构方案， 改进安装方式， 使井口套 压 的控制更加方便智 能， 形成 了适合油 田井组伴生气 回收需要的产品。新式直读 防冻堵 定压套气 阀操作 简单、 运行 可靠， 与传 统 的回收技术相 比， 配套 了液 面测试技术 ， 简化 了流程 ， 消除 了安全隐患 ， 降低 了生产成本 ， 达到 了油 田安全生产 、 清洁生产 的 要求 。 关键词 套压控制直读定压阀防冻堵 中图分类号 T E 9 2 7 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 7 7 3 2 4 2 0 1 3 0 6 0 0 6 7 0 2 App l i c a t i o n o f Di r e c t Re a di n g An t i _ f r e e z e An t i _ 。 p l u g g i ng Co ns t a nt Pr e s s u r e Va l v e Z h a n g M i n g ，Ma L i ，Z h a n g M i n g p e n g，C h e n Ho n g k u n ，Gu o M i n F i r s t Oi l Pr o d u c t i o n F a c t o r y ，Ch a n g q i n g Oi l f i e l d Br a n c h，Ya n’ a n，7 1 6 0 0 0，Ch i n a Ab s t r a c t S t a r t f r o m me c h a n i c a l p r i n c i p l e ， t h e s t r u c t u r e a n d a p p l i c a t i o n me t h o d f o r d i r e c t r e a d i n g a n t i f r e e z e a n t i p l u g g i n g c o n s t a n t p r e s s u r e v a l v e a r e a n a l y z e d a n d t e s t e d s y s t e ma t i c a l l y ， s t r u c t u r e s c h e me i S o p t i mi z e d ， i n s t a l l a t i o n mo d e i S i mp r o v e d ， a n d ma k e s t h e c o n t r o l mo r e c o n v e n i e n t a n d i n t e l l i g e n t ，t h e v a l v e s u i t a b l e f o r o i l fie l d we l l g r o u p a s s o c i a t e d g a s r e c o v e r y i s d e v e l o p e d ．Th e o p e r a t i o n o f n e w d i r e c t r e a d i n g a n t i f r e e z e a n t i p l u g g i n g c o n s t a n t p r e s s u r e v a l v e i s s i mp l e ，a n d r u n s r e l i a b l y ．Co mp a r e d t o c o n v e n t i o n a l r e c o v e r y t e c h n o l o g y，i t e q u i p s wi t h l i q u i d l e v e l me a s u r e me n t t e c h n o l o g y ，s i mp l i f i e s p r o c e s s ，e l i mi n a t e s p o t e n t i a l r i s k， r e d u c e s p r o d u c t i o n c o s t ，a n d r e a c h e s t o t h e r e q u i r e me n t s o f s a f e a n d c l e a n p r o d u c t i o n f o r o i l f i e l d ． Ke y wo r d s c a s i n g p r e s s u r e c o n t r o l ； d i r e c t r e a d i n g； c o n s t a n t p r e s s u r e v a l v e a n t i f r e e z e a n t i p l u g g i n g 油 田常用的套压控制手 段主要 有两种 人 工 控制放空 ； 具有类似调压功 能的 阀件放 空 。这 两 种方法人工工作量都很 大 ， 因而设 计一种更加 直 观 、 智 能 、 长寿 、 便 捷 的套 气 回收装 置 是 十分 必 要 的。 直读 防冻堵定压套气阀的基本功能是将套管 气体压力控制在设定值附近并汇入采油流程， 达到 油气混输， 建立合理套压， 避免油层能量快速衰竭， 从而达到充分利用油气资源的 目的。 1 安塞油 田伴生气资源概况 根据安塞油田伴生气现场取样分析 ， 伴生气 中 轻烃组分较高 ， 所 占比例为 8 O 以上 。该 油 田井 底流压大部分在饱和压力 以下 ， 并且有部分油井 的 地层压力也低于饱和压力 ， 溶解气在地层 、 井底附近 脱气并形成可流动相， 在泵人 口处， 伴生气更容易 从环套空间排出， 套管气产量占总气量的 5 0 ～ 6 7 。现场测试 ， 该油 田富气 区块 8个 ， 总伴生气 量 4 ． 8 5 1 0 m。 ／ d ； 贫 气 区块 5个 ， 总伴 生气 量 5 ． 5 1 0 m。 ／ d 。 2 定压阀的设计 2 ． 1 设计思路 1 原 油 套 管 中伴 生 气 通 过 定压 阀进 入 油 管 ， 与原油混输， 达到控制套压 、 回收伴生气的 目的 。 2 利用 流程 回压 及套管压力 对定压 阀的作 用 ， 通过一定方法 以直观的数据形式反映出设定的 排气开启压力。 3 在一定压力 范围 内具有 连续无 盲点 的调 压功能 ； 在 结构 上充 分 考 虑 低温 环 境下 的防 冻 问题 。 4 定压阀的使用不影响油井动态监测 、 扫线 、 洗井 、 加药等常规维护工作 。 稿件收到 日期 2 0 1 3 0 6 2 8 ， 修改稿 收到 日期 2 0 1 3 0 8 2 8 。 作者简介 张 明 1 9 8 6 一 ， 男 ， 陕西韩城人， 现就 职于长庆油 田分公 司第一采油厂 ， 从事 油田工艺规划工作 ， 任助理工程师。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 8 石油化工 自动化 第 4 9 卷 2 ． 2 理 论依据 原油伴生气在套管内形成套压 ， 在井 口作用于 定压 阀， 若套压在承压活塞上产生的等效作用力大 于承压活塞所受 的预设力 ， 则承压活塞将 向后退 行， 与之联动的元件将打开气路， 使伴生气通过阀 门进入采油流程， 与采 出原油混输 ， 随着排气的持 续进行 ， 套压不断降低 ； 当套压在承压 活塞上产生 的等效作用力不足 以克服承压活塞所受 的预设力 时， 则承压活塞前行 ， 与之联动的元件将断开气路 ， 套压开始恢复 。如此循环 ， 使套压控制在预设压力 附近一个较小的范围内。 3 新一代定压 阀的优点及应用 3 ． 1 优点 1 前两代定压 阀均 以压力表为显示单元 ， 引 入的压力表虽能直观地反映出预设开启压力值 ， 但 由于引入压力表， 不但增加 了成本 ， 而且压力表 白 身较脆弱 ， 给安装 、 管理、 维护增加了难度 ； 第三代 定压阀直接使用机械方式显示 ， 设计了可调的刻度 套和调压帽， 不但降低 了生产成本 ， 而且使定压 阀 的安装、 管理、 维护难度减小 。 2 前 两代定压 阀从 本质上来说 都是液压传 递 ， 其实现途径是套压克服流程回压与调压弹簧的 共同作用 ， 并通过等截面活塞传递给液压表 ， 反 映 出套压； 第三代定压阀为机械传递， 压力传递调节 方式在其工作压力范围内具有连续无盲点调节 的 优势 。纯机械的压力传递调节方式的可靠性 、 灵敏 度、 工作寿命都大幅提升。 3 前两代定压阀在防冻堵 的设计上均是将 阀 体排气部分置于流程中， 利用原油的余温来防止阀 体冻堵； 第三代定压 阀排气元件 不与原油直接接 触， 其上游 进气端 、 下游 缓冲区 均为气体 ， 调压 活塞上的密封圈选用了耐低温 一3 0℃ 的硅胶密 封圈， 保证了其低温条件下的正常工作； 而伸入采 油流程中的防倒流单流阀， 有极高的灵敏度 ， 其被 冻堵的长度小于4 c m， 在恢复生产后 ， 很容易被缓 冲区内的压力顶 开 ， 也容易被采 出原油 的余温化 冻， 从而 自行解除冻堵 。 3 ． 2 安装应用 直读防冻堵定压套气阀研制成功后 ， 经过在安 塞油 田的不断试 用 ， 针对现场存 在的问题不断改 进， 最终形成适合安塞油田井组伴生气回收需要的 第三代产品。第三代定压套气 阀的安装如图 1所 示 。该 阀的特点可在任何井 口流程安装 ， 无需动 火 ； 压力设定方便 ， 无需反复调整 ； 测井方便 ， 设计 有测井 、 洗井接 口； 低温防冻 ， 单向阀插入流程与液 流同温， 防止定压 阀结冻。 图 1 第三代定压套气阀安装示意 4 定压阀在安塞油田的使用效果 4 ． 1 先导性试验 为了进一步确定改进后直读防冻堵定压套气 阀的稳定及可靠性 ， 选 取杏北 区块杏 6 O 一1 8等 5 个井组进行试验 ， 并进行安装前后参数跟踪 ， 定压 阀安装前后参数对 比见表 1 所列 ， 安装后油井功 图 均由气体影响变为正常， 油井液量保持平稳。 表 1 定压阀安装前后参数对比 杏 6 O 一 1 8 杏 4 7 2 8 杏 7 2 3 3 杏 1 6 3 1 杏 6 卜 1 6 0 ． 3 1 8 ． 8 6气体影响0 ． 3 0 ． 3 2 3 ． 5 3气体影响0 ． 3 0 ． 5 6 6 ． 5 1气体影响0 ． 5 0 ． 7 3 7 ． 7 7气体影响0 ． 7 0 ． 3 2 ． 8 9 气体影响0 ． 3 1 9 ． 2 8 正常 2 4 ． 6 6 正常 6 7 ． 2 2 正常 3 7 ． 1 6 正常 2 ． 9 1 正常 4 ． 2 使用效果 定压阀在安塞油田的使用效果见表 2 所列。 表 2 定压 阀在安塞油 田的使用效果 5 结束 语 该定压阀操作简单 ， 满足井组伴生气全天候 回 收需要。系统运行可靠 ， 无需 日常维护， 不影响油 井的正常生产 。与传统的回收技术相 比， 配套了液 面测试技术 ， 简化了流程 ； 消灭了井场火炬 ， 消除 了 安全隐患， 降低了生产成本； 适应了安塞油田井组 伴生气 回收的要求 ， 确保 了安塞油 田安全生产 、 清 洁生产 ， 创造了良好的经济和社会效益 。 下 转第 8 0页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 0 石油化工自动化 第 4 9 卷 广 告 索 引 封面 中石化炼化 工程 集团 股份有限公司 封二上海福克斯波罗有限公司 封三伟业 美国 有限公司北京办事处 封底魏德米勒 电联接 上海 有限公司 前彩 1 萨姆森控制设备 中国 有限公司 前彩 2 伯纳德控制设备 北京 有限公 司 前彩 3 上海一齐电子有限公司 前彩 4 麦理丘路 上海 控制仪表有限公司 前彩 5 无锡市亚迪流体控制技术有限公司 前彩 6 北京航天时空科技有限公司 前彩 7 重庆横河川仪有限公司 前彩 8 上海辰竹仪表有限公司 前彩 9 北京大陆力达仪表科技有限公 司 前彩 1 0 ， 1 1 龙飞集团有限公司 前彩 1 2 北京埃希 尔控制技术有限责任公 司 前彩 1 3 中达电通股份有限公 司 前彩 1 4 福建上润精密仪 器有限公 司 前彩 1 5 日东工业 中国 有限公司 前彩 1 6 森斯特 北京 电子科技有限公司 前彩 1 7 安奕极 北京 电源 系统有限公司 前彩 1 8 成都安可信电子股份有限公司 前彩 1 9 浙江中控技术股份有限公 司 前彩 2 0 浙江派沃 自控仪表有限公 司 前彩 2 1 上海依威克控制阀有限公 司 前彩 2 2 上海集讯广告传播有限公司 前彩 2 3 德菲电气 北京 有限公司 前彩 2 4 施耐德 电气 中国 有限公 司 前彩 2 5 西安东风机电有限公 司 前彩 2 6 浙江伦特机电有限公 司 前彩 2 7 苏州安特威阀门有限公司 前彩 2 8 希望森兰科技股份有限公司 前彩 2 9 施耐德 电气 中国 有限公司 前彩 3 0 北京安控科技股份有限公司 前彩 3 1 艾默生过程控制有限公 司 前彩 3 2 西门子 中国 有限公司 前彩 3 3 福建J 顿昌虹润精密仪器有限公 司 前彩 3 4 ， 3 5 上海科力达 自控 阀门有限公司 前彩 3 6 北京菲斯洛克流体设备有限公 司 前彩 3 7 河南汉威电子股份有限公司 前彩 3 8 西安华舜测量设备有限责任公司 前彩 3 9 AB B 中国 有限公司 前彩 4 0 天津市协力 自动化工程有限公 司 前彩 4 1 上海同欣 自动化仪表有限公司 前彩 4 2 杭州中创电子有限公司 前彩 4 3 南京菲尼克斯电气有限公司 前彩 4 4 天津市中力防雷技术有限公 司 前彩 4 5 厦 门宇电 自动化科技有限公 司 前彩 4 6 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