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[摘 要]抽油机井口更换盘根是采油工在日常生产管理中经常做的工作,由于井口对中情况和光杆腐蚀的原因,井口加盘根较频繁,其主要密封部件盘根的不易取出和加入是一个普遍性的问题。原操作方法存在着操作时间长、工作强度大、易砸伤手、盘根易产生碎块,碎块清理不易的缺点,费时费力,占用停井时间较长,为此,研制出了快速更换盘根工具,它具有结构简单、操作方便、省时省力、安全性强的特点。该工具在部分井现场应用中取得了较好的成果。
[关键词]油井井口 更换盘根 快速 实用
中图分类号:TE931.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0179-01
一、引言
随着油田的发展,抽油机井的设备在不断增多,盘根盒作为密封井口光杆的唯一设备,其密封效果的好坏对抽油机井的正常生产、安全、环保等起着重要的作用,盘根的主要成份为橡胶,依靠轴向受力压缩发生径向膨胀,从而达到密封的目的,盘根使用过程中,当磨损量超过一定值时需更换盘根,由于操作空间狭小、井口偏磨等问题,很难快速的将其完全取出和加入,延长更换时间,降低开井时率,出沙井可导致发生砂卡的几率提高,以致采油成本上升。为此,根据现场的使用特点,本着简单、实用、有效、节约的原则,充分利用废旧材料,设计并制作出了快速更换盘根工具,在现场应用中取得了较好的使用效果。
二、原加盘根方法
盘根盒已经发展了很多种变型,究其本质,密封部分没什么变化,以现场应用最多的光杆密封器盘根盒为例,密封部分基本构造由上而下包括盘根盒压帽、上格兰、盘根盒主体、下格兰,盘根坐于主体与光杆的环形空间中,上下分别是上格兰、下格兰。工作原理为盘根压缩密封。盘根的主要成份是橡胶,形状是环形,使用前按盘根盒旋转方向割有30-45°斜口,方便加入及在使用过程中沿压帽旋转方向压紧。盘根盒在正常使用中依靠盘根盒压帽旋转所施加的向下压力,使盘根轴向压缩,从而发生径向膨胀,密封光杆与盘根盒之间的环形空间,达到密封井口、防止井内液体沿光杆向外泄漏的目的。
盘根经过长时间的使用,必然出现磨损,产生缝隙,油气从缝隙中渗出,导致泄漏,这就需要更换盘根。按照标准操作规程,利用起子插入切口向上撬来取出盘根,这样的操作方法操作空间狭小,盘根切口很难找到,加之越往下力臂越短,使盘根很难取出,现场为了能够将盘根取出,多用起子和榔头配合,将盘根截断,再分段取出,加盘根时由于井口偏磨等,多用榔头敲击盘根使其加入盘根盒,该操作方法操作时间长,操作不规范,工作强度大,易砸伤手,且产生盘根碎块,碎块清理不易,一旦清理不净,盘根与下格兰及下格兰与盘根盒主体之间产生缝隙,造成油气渗漏,则需要再次更换盘根,不利于提高开井时率,尤其对于出砂井来说,由于出砂井油流中有大量的砂粒,一旦停井,砂粒沉积,易造成砂卡事故,现场对此类井的停井操作有着严格的规定,对操作时间严格限制,而对于更换盘根来说,由于盘根取出困难,很难在规定的时间内完成,这就容易造成砂卡,而一旦砂卡,就需要洗井甚至修井作业,从而造成成本上升,产量下降。因此把提高更换盘根的效率和安全性作为研究的主题。
三、快速更换盘根工具的结构及原理
针对以上问题,本着简单、实用、有效、节约的原则,设计出了快速更换盘根工具,该工具能够在较短的时间内将盘根全部取出并加入,从而缩短更换盘根的时间。
通过现场的调研,确定解决更换盘根时间长的对策为研制专用的更换盘根工具,减少操作工人人数和劳动强度,缩短操作时间,从而进行了工艺设计。
该工具利用一个废旧的方卡子,将已经损坏的卡牙取出,用两个二十厘米长的两寸钢管从中间割开,焊在方卡子的上下端面,两寸管一端沿逆时针方向切割坡口,另一端为平口,两侧焊有用于发力的手柄,为了便于存放携带两边用于发力的手柄设计了可拆卸式。
利用该工具更换盘根时,将工具上的方卡子打开套入光杆拧紧方卡子拉紧螺栓,两个带螺纹的手柄拧紧在方卡子两侧的螺母上。取盘根时,将工具有逆时针切口的一端向下,双手握住方卡子两侧手柄,利用盘根环绕光杆时产生的坡口斜面。推动手柄做逆时针水平旋转的同时给工具一个向下的压力,通过水平方向的推力,使工具沿水平方向转动,通过向下的压力压入盘根的坡口斜面,产生挤压力,将盘根旋转取出,加盘根时将工具取下倒转方向将另一端朝下上好方卡子,把盘根放入盘根盒与工具之间,下压手柄使工具得到一个向下的压力即可把盘根加入。这种方法更换盘根安全、省时、省力是可行的方案设计,并按设计实施。
四、实施对比
为了验证工具效果选取了以往更换盘根难度大,时间较长的4口井进行试验对比:
通过4口井的实验,从下表可知,按原操作方法,更换盘根平均需要54分钟,而使用快速更换盘根工具,9分钟即可完成,平均缩短时间46分钟,试验效果明显(表1)。
五、结论
快速更换盘根工具经使用表明,此工具达到了设计目的,能够在较短的时间里更换盘根,其具有如下优点:
(1)成本低,充分利用废旧物资制作,达到修旧利废的目的。
(2)结构简单,制造容易,可在维修班制造。
(3)操作时间短,比正常更换盘根时间缩短46分钟,从而减少停 井时间。
(4)劳动强度小,安全系数高。
(5)盘根取出完全,不易产生碎块。
(6)降低了出砂井砂卡的几率,取得了良好经济效益。
六、经济效益评价
该工具可全部利用废旧材料制作,几乎没有什么成本。每口井可以节约时间46分钟,我区管辖126口油井,按每年更换盘根400井次,每次缩短停井时间46分钟,每口井日产量平均1.5吨,每吨油2000元计算每年创效:400*1.5/24*46/60*2000=38000元,经济效果明显。
[关键词]油井井口 更换盘根 快速 实用
中图分类号:TE931.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0179-01
一、引言
随着油田的发展,抽油机井的设备在不断增多,盘根盒作为密封井口光杆的唯一设备,其密封效果的好坏对抽油机井的正常生产、安全、环保等起着重要的作用,盘根的主要成份为橡胶,依靠轴向受力压缩发生径向膨胀,从而达到密封的目的,盘根使用过程中,当磨损量超过一定值时需更换盘根,由于操作空间狭小、井口偏磨等问题,很难快速的将其完全取出和加入,延长更换时间,降低开井时率,出沙井可导致发生砂卡的几率提高,以致采油成本上升。为此,根据现场的使用特点,本着简单、实用、有效、节约的原则,充分利用废旧材料,设计并制作出了快速更换盘根工具,在现场应用中取得了较好的使用效果。
二、原加盘根方法
盘根盒已经发展了很多种变型,究其本质,密封部分没什么变化,以现场应用最多的光杆密封器盘根盒为例,密封部分基本构造由上而下包括盘根盒压帽、上格兰、盘根盒主体、下格兰,盘根坐于主体与光杆的环形空间中,上下分别是上格兰、下格兰。工作原理为盘根压缩密封。盘根的主要成份是橡胶,形状是环形,使用前按盘根盒旋转方向割有30-45°斜口,方便加入及在使用过程中沿压帽旋转方向压紧。盘根盒在正常使用中依靠盘根盒压帽旋转所施加的向下压力,使盘根轴向压缩,从而发生径向膨胀,密封光杆与盘根盒之间的环形空间,达到密封井口、防止井内液体沿光杆向外泄漏的目的。
盘根经过长时间的使用,必然出现磨损,产生缝隙,油气从缝隙中渗出,导致泄漏,这就需要更换盘根。按照标准操作规程,利用起子插入切口向上撬来取出盘根,这样的操作方法操作空间狭小,盘根切口很难找到,加之越往下力臂越短,使盘根很难取出,现场为了能够将盘根取出,多用起子和榔头配合,将盘根截断,再分段取出,加盘根时由于井口偏磨等,多用榔头敲击盘根使其加入盘根盒,该操作方法操作时间长,操作不规范,工作强度大,易砸伤手,且产生盘根碎块,碎块清理不易,一旦清理不净,盘根与下格兰及下格兰与盘根盒主体之间产生缝隙,造成油气渗漏,则需要再次更换盘根,不利于提高开井时率,尤其对于出砂井来说,由于出砂井油流中有大量的砂粒,一旦停井,砂粒沉积,易造成砂卡事故,现场对此类井的停井操作有着严格的规定,对操作时间严格限制,而对于更换盘根来说,由于盘根取出困难,很难在规定的时间内完成,这就容易造成砂卡,而一旦砂卡,就需要洗井甚至修井作业,从而造成成本上升,产量下降。因此把提高更换盘根的效率和安全性作为研究的主题。
三、快速更换盘根工具的结构及原理
针对以上问题,本着简单、实用、有效、节约的原则,设计出了快速更换盘根工具,该工具能够在较短的时间内将盘根全部取出并加入,从而缩短更换盘根的时间。
通过现场的调研,确定解决更换盘根时间长的对策为研制专用的更换盘根工具,减少操作工人人数和劳动强度,缩短操作时间,从而进行了工艺设计。
该工具利用一个废旧的方卡子,将已经损坏的卡牙取出,用两个二十厘米长的两寸钢管从中间割开,焊在方卡子的上下端面,两寸管一端沿逆时针方向切割坡口,另一端为平口,两侧焊有用于发力的手柄,为了便于存放携带两边用于发力的手柄设计了可拆卸式。
利用该工具更换盘根时,将工具上的方卡子打开套入光杆拧紧方卡子拉紧螺栓,两个带螺纹的手柄拧紧在方卡子两侧的螺母上。取盘根时,将工具有逆时针切口的一端向下,双手握住方卡子两侧手柄,利用盘根环绕光杆时产生的坡口斜面。推动手柄做逆时针水平旋转的同时给工具一个向下的压力,通过水平方向的推力,使工具沿水平方向转动,通过向下的压力压入盘根的坡口斜面,产生挤压力,将盘根旋转取出,加盘根时将工具取下倒转方向将另一端朝下上好方卡子,把盘根放入盘根盒与工具之间,下压手柄使工具得到一个向下的压力即可把盘根加入。这种方法更换盘根安全、省时、省力是可行的方案设计,并按设计实施。
四、实施对比
为了验证工具效果选取了以往更换盘根难度大,时间较长的4口井进行试验对比:
通过4口井的实验,从下表可知,按原操作方法,更换盘根平均需要54分钟,而使用快速更换盘根工具,9分钟即可完成,平均缩短时间46分钟,试验效果明显(表1)。
五、结论
快速更换盘根工具经使用表明,此工具达到了设计目的,能够在较短的时间里更换盘根,其具有如下优点:
(1)成本低,充分利用废旧物资制作,达到修旧利废的目的。
(2)结构简单,制造容易,可在维修班制造。
(3)操作时间短,比正常更换盘根时间缩短46分钟,从而减少停 井时间。
(4)劳动强度小,安全系数高。
(5)盘根取出完全,不易产生碎块。
(6)降低了出砂井砂卡的几率,取得了良好经济效益。
六、经济效益评价
该工具可全部利用废旧材料制作,几乎没有什么成本。每口井可以节约时间46分钟,我区管辖126口油井,按每年更换盘根400井次,每次缩短停井时间46分钟,每口井日产量平均1.5吨,每吨油2000元计算每年创效:400*1.5/24*46/60*2000=38000元,经济效果明显。