橡塑塔式抽油机安全悬挂总成研究与应用_鲁奕宁.pdf
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1、收稿日期:2 0 2 1-1 1-1 3作者简介:鲁奕宁(1 9 9 2-),男,辽宁省盘锦人,本科,2 0 1 4年毕业于西安石油大学石油工程专业,现从事采油管理工作,工程师。辽河油田公司特种油开发公司工艺研究所。橡塑塔式抽油机安全悬挂总成研究与应用鲁奕宁(中油 辽河油田公司 特种油开发公司,辽宁 盘锦1 2 4 0 1 0)摘要:特油公司从2 0 0 5年开始转S AG D开发,近年来随着公司S AG D井组的不断增加,针对光杆断折方面所暴露出的问题也越来越多。一旦发生此类事故没有相应的防范措施,会造成大面积污染、安全事故。为了解决这类问题,通过研究S AG D井抽油机配套的安全悬挂总成技
2、术,当光杆断折后,备卡落在一体式悬绳器下部托盘处,下落微小距离,可有效防止断杆落井,控制事故。新型安全悬挂总成技术能够有效避免光杆断折造成污染等安全环保事故,对提高抽油机安全运行稳定性具有重要的意义。关键词:光杆断折;污染;安全悬挂总成技术;中图分类号:T E P 3 3+.3 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 2)0 3-0 0 0 5-0 41 研究背景作为辽河油田稠油热力开采重要接替技术的蒸汽辅助重力泄油(简称S AG D),已成为了稠油、超稠油蒸汽吞吐中后期提高采收率最为有效的开采技术之一,最高提高最终采收率可达3 0%以上,该项技术的成功应用是辽河
3、油田持续稳产的重要保障,在中国石油开发历史上具有里程碑式的意义。随着S AG D开发井组和超稠油蒸汽驱开发井组规模的不断扩大,整个生产区块地下已经形成上百万吨的蒸汽腔,生产井井口若断杆等发生井喷后,由于蒸汽腔蒸汽压力高、容量大,将变成无控井喷,造成大面积污染事故和安全事故。公司现有5 4个S AG D井组,主要采用皮带式和塔架式抽油机生产,其中盘锦橡塑抽油机1 1台,胜利高原抽油机3 7台。随着S AG D井组的不断增加,针对光杆断折方面所暴露出的问题也越来越多。由于悬绳器与光杆间方卡子连接处受多种载荷影响,不仅承担着井底设备自重产生的静载荷,同时还要承担着抽油泵往返移动产生的振动负荷,从而在
4、卡牙处形成了交变的侧向剪切力,在油井正常生产时会出现光杆从卡牙处折断,造成光杆落井情况。一旦发生此类事故没有相应的防范措施,会造成大面积污染、安全事故。因此针对以上问题开展了S AG D井抽油机配套的安全悬挂总成技术的研究。2 配套工艺及存在问题2.1 传统防断脱工艺及存在问题针对光杆断折的常规应对方法是在S AG D水平井悬绳器下方2 0 c m处增加备卡,保证悬绳器上端光杆发生断折时备卡下落至井口密封器处,将光杆阻挡在井口而不会掉入井内引起事故(图1)。常规配套备卡虽然能在一定程度上避免了光杆断折落井风险,但存在以下三个问题:2.1.1 当光杆在抽油机进行上行下行运动的过程中,整个过程的上
5、死点与下死点之间有8 m的距离,当光杆断脱位置处于上死点时,受到加速度重力的影响,方卡子在接触井口的一刹那受到相当静载载荷8倍的冲击,会出现卡子打滑脱落、光杆坠入井里的后果。2.1.2 方卡子砸向井口的瞬间会产生的强烈的撞击,严重时会造成油井井口盘根盒损坏,油气从受损部位泄露引发大规模污染甚至造成井喷事故发生。2.1.3 光杆断脱时方卡子的负荷全部加在井口,为了及时恢复正常生产状态,需要用吊车将方卡子起吊恢复到悬绳器处,但方卡子没有合规的承载部件,起吊时有着极大的问题隐患。现场实际情况:针对光杆在方卡子卡牙处断折部位进行了详细统计如下表所示。5 2 0 2 2年第1 1期内蒙古石油化工表1光杆
6、断折数据统计表序号井号断折时间使用寿命(d)冲次(m i n-1)液量(t/d)最大载荷(KN)断折位置1杜8 4-馆平1 22 0 1 05 1 72.63 8 8.87 5.2 7方卡子卡牙处3杜8 4-馆平1 32 0 0 97 7 42.41 8 5.87 8.5 1方卡子卡牙处3杜8 4-平4 3 C P 22 0 0 93 5 61.81 0 2.71 0 7.8 3方卡子卡牙处4杜8 4-平4 52 0 1 03 9 52.82 4 3.89 7.0 1方卡子卡牙处5杜8 4-兴平4 72 0 0 94 3 732 4 0.49 2.0 3方卡子卡牙处6杜8 4-兴H 1 0 9
7、2 0 1 32 4 43.32 4 31 0 5.3 1方卡子卡牙处图1 防断脱常规配套工艺图 虽然备卡在一定程度上减轻了光杆断折落井风险,但备卡处如果发生卡牙滑脱,光杆仍然会落井造成事故。为此,针对传统备卡存在的问题,亟需从以下两个方向对备卡在工艺技术上进行升级改进,以保证S AG D井口的安全稳定生产。有效地控制备卡子下落的距离。控制备卡子下落接触的载荷承受物。2.2 分体式防断脱工艺及橡塑机适配问题目前已经对胜利高原抽油机配套升级了分体式断脱保护悬绳器1。当光杆断折时,备卡瞬间坐在下本体上,运动距离只有1-2 c m,能够维持正常工作状态(图2)。该防断脱悬绳器虽然在胜利高原抽油机上应
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