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管線防堵壓力控制器的研制與應(yīng)用

作時間:2017-06-08 16:06:05  來源:  作者:
   

摘要:針對目前油井輸油管線在冬季時出現(xiàn)的管線凍堵問題,該論文介紹了一種能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決凍堵問題的裝置管線防堵控制器。該裝置主要由壓力控制器、油井開關(guān)控制器兩部分組成。其原理為:根據(jù)現(xiàn)場摻水壓力和停井后輸油管線壓力設(shè)足兩個壓力值;當輸油管線內(nèi)壓力高于捧水壓力時由壓力控制器發(fā)出信號自動使抽油機停機;由于停機,輸油管線內(nèi)的壓力開始回落,當管線內(nèi)的壓力回落到低于捧水壓力時,捧水自動掃線,當輸油管線內(nèi)的壓力降至正常停井時管線壓力時,由壓力控制器發(fā)出信號自動使抽油機開機。這樣即防止了管線堵塞,同時又使得巡線人員能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)整改措施。最大限度地降低了管線凍堵事故的發(fā)生。

              油井輸油管線進入冬季時易出現(xiàn)管線凍堵事故,尤其是對于高粘度、高含蠟、三低一長井、周期末出死油的并更為嚴重。盡管這些油井存在摻水管線,摻水壓力也基本正常,但是由于外界溫度的變化,油并產(chǎn)出物質(zhì)的變化,油并含水、產(chǎn)出物溫度的變化以及摻水溫度和壓力的波動等客觀因素影響,油并混合液管線還是容易出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象。據(jù)了解冬季管線凍堵在勝利油田的各采油廠都是客觀存在的。如發(fā)生管線凍堵事故,將會對油井產(chǎn)量、生態(tài)環(huán)境、安全生產(chǎn)以及工農(nóng)關(guān)系造成不必要的破壞與惡劣影響,因此為杜絕此類事故的發(fā)生我們進行了管線防堵壓裂控制器的研制。
              管線凍堵的過程不是一個短時間能夠完成的,它是一個輸油管線內(nèi)壓力的不斷增高的過程,當管線內(nèi)部壓力超過摻水壓力時摻水就失去了作用,由于油并一直在生產(chǎn).管線內(nèi)介質(zhì)因無摻水的加溫和稀釋,管線內(nèi)介質(zhì)的推送將會使得管線越堵越嚴重。隨著管線內(nèi)壓力的不斷增高,當超過管線的承受能力時就會出現(xiàn)穿孔、刺墊子、刺盤根盒甚至?xí)䦟?dǎo)致井下管柱出現(xiàn)問題,與此同時電氣設(shè)備也會超負荷運行。并且油并的凍堵事故大都發(fā)生在較低溫度的冬季的夜間,若巡并人員不加密巡線時間段,巡線將很難及時發(fā)現(xiàn)。

              管線凍堵事故一旦發(fā)生,處理時需停井,用高壓氣體、液體將管線頂通后才能再次生產(chǎn),F(xiàn)在以稠油并為例簡述一下凍堵及處理的全過程:草20-XX井(屬于稠油三低一長井、且管線跨溝)19:00夜班巡并時油井正常生產(chǎn)、計量間摻水壓力溫度正常(管線開始凍堵但管線內(nèi)壓力還未超過摻水壓力)。24:00巡并時油井正常生產(chǎn)、計量間摻水壓力正常溫度稍有下降(此時管線內(nèi)壓力已超過摻水,只是由于溫度傳遞和保溫效果較好導(dǎo)致?lián)剿疁亟稻徛?。2:00夜巡發(fā)現(xiàn)油并正常生產(chǎn)、摻水溫度明顯下降,通知大隊值班人員處理。

              2:15大隊值班人員到達現(xiàn)場,同時通知停并并對摻水量進行調(diào)節(jié),計劃用摻水頂通管線,但此時油管內(nèi)壓力已經(jīng)遠超摻水壓力,摻水已失去流動性,同時摻水末端和跨溝管線處開始凍結(jié)。處理至6:00無結(jié)果,報礦上壓風(fēng)機掃線。7:30壓風(fēng)機到達現(xiàn)場但由于管線長,只能開孔分段掃線,于是人員開始挖坑找管線(一般50米左右一個坑)另一部分人員對過溝管線進行加溫(一般采取火燒)。分段掃線,每掃通一段管線只是達到氣通,還要用摻水繼續(xù)將管線內(nèi)的死油掃除,才能達到液通。若該管線長度超過500米或更長且管線內(nèi)原油粘度過高,掃通這條管線至少需要24-48小時。

              可想而知人員的勞動強度、停井耽誤的原油產(chǎn)量、掃死油時造成的污染、挖坑時要處理的工農(nóng)關(guān)系、HSE隱患等等會消耗大量的人力、物力、財力。若因輸油管線因凍堵造成穿孔,其造成的損失將更大。針對現(xiàn)場這一實際情況,我們開展了管線防堵壓力控制器的研制,研制成功后進行了現(xiàn)場應(yīng)用,現(xiàn)場應(yīng)用效果非常明顯,安裝該裝置的10口并在2年內(nèi)均未出現(xiàn)管線凍堵事故。

管線防堵壓力控制器結(jié)構(gòu)及工作原理
    該裝置主要由管線壓力控制器、油并開關(guān)控制器、無線信號發(fā)送器及接收器等部分組成。
    其工作原理為:
    (1)根據(jù)現(xiàn)場摻水壓力和停并后管線壓力在電接點壓力表1上設(shè)定兩個壓力整定值,高壓1.3MPa,低壓0.3MPao
    (2)當管線內(nèi)壓力達到1.3MPa時與1一電接點壓力表相連的2一信號發(fā)射器發(fā)出信號由3一信號接收器接收,再由6一直流變壓器開啟4一控制繼電器JZ1實現(xiàn)自動停機。
    (3)由于停機,管線內(nèi)的堵塞物質(zhì)不再增加,管線內(nèi)壓力開始回落。
    (4)當管線內(nèi)的壓力回落到低于摻水壓力時,摻水系統(tǒng)自動開啟繼續(xù)掃線。
    (5)管線被掃通后,當壓力降至0.3MPa時,由1一電接點壓力表相連的1)一信號發(fā)射器發(fā)出信號由3一信號接收器接收,再由6一直流變壓器開啟5一控制繼電器JZ2實現(xiàn)自動啟機。這樣即防止了管線堵塞,同時巡線人員發(fā)現(xiàn)停井也會在第一時間發(fā)現(xiàn)問題并及時采取相應(yīng)的措施。

工作參數(shù):
適用溫度:OCC-80`C
適用壓力:OMPa-1OMPa
適用電壓:220v交流電
壓力控制范圍:OMPa--1 OMPa(可調(diào))

二、現(xiàn)場試驗
              該裝置在室內(nèi)試驗成功后進行了相關(guān)的現(xiàn)場試驗。該裝置先后安裝在草20一平27、草20一平61等10口并上同時試驗,自2010年2月份安裝后至2012年11月份,該10口井均未發(fā)生管線凍堵事故。

三、認識及結(jié)論
    (1)、該裝置體積小,拆裝方便,可實現(xiàn)自動控制,安全性能好,實現(xiàn)了現(xiàn)場應(yīng)用時安全第一的理念;
    (2)、該裝置應(yīng)用防震電接點壓力表,該壓力表野外環(huán)境適用能力強,壓力值反應(yīng)靈敏,控制壓力值的范圍可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié),增大了該裝置的適用范圍;
    (3)、該裝置的應(yīng)用可降低生產(chǎn)成本和人工勞動強度,提高了工作效率和經(jīng)濟效益,具有較大的推廣應(yīng)用價值;
    (4)、該裝置適用于油井輸油管線以及集輸輸油管線等,可避免管線超壓事故的發(fā)生。
 

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