浅谈油井井口带压添加药剂装置

浅谈油井井口带压添加药剂装置

杨万平 张述锋

华北油田公司第一采油厂 河北任丘 062552 华北油田公司第四采油厂 河北廊坊 065000

摘要：为保护环境不受污染，为了企业的提质增效，套管气较大的抽油井陆续安装了收气阀22套，将井口套管里的天然气回收到生产油管线内输送到站内的分离装置分离，供加热炉燃烧使用，已取得了成功。但是，由于井口套管闸门长期关闭，套管内的天然气始终处于憋压状态，当添加药剂时必须放掉套管内的天然气，才能进行药剂添加工作，给油井井口的套管添加药剂的日常工作带来了不便，同时也将一定的天然气放入大气，污染大气环境，而且噪音达到110分贝，时间长达二十到三十分钟及其影响周边村民的生活及员工的听力，还存在火灾隐患，与当前国家的环保优先安全第一的大形势相违背，无法有效贯彻实施《新环保法》；即套管内的天然气未完全回收，为了达到套管气的回收量，减少能源浪费，又能达到安全清洁环保生产的要求，成为我们此次课题研究的方向。

关键词：减少污染 节约天然气 减少噪音

通过对抽查的22口油井，其中有8口油井需要添加药剂，用气体流量计测出平均每次排放天然气37.25方，按照加药制度每个星期添加药剂二次，8口油井平均因套管添加药剂污染外排的天然气总量26224方/年，同时也浪费了这些燃料气；每次加药时都得需要排放天然气时声音过大，噪音影响了周边村庄的居民生活，放出的天然气污染了周边环境，排放天然气时时间过长增加了员工的日常工作量，员工有怨言。

如何解决因添加药剂浪费的天然气污染环境，及每次放气时时间过长噪音过大，影响村民及饲养的动物（鸡都不下蛋了），而且每次加药要排放3278方/年的天然气太浪费，这三个的问题呢？小组成员依据公司方针和厂要求及现场问题点，立课题《研制油井井口带压添加药剂装置》。

一、设定目标

1. 1. 1. 厂质量安全环保科对装置规格指令目标：

不得影响油井的日常维护、维修和正常操作，确保安全生产。

规格：外形尺寸为：300×150×600毫米。

1. 1. 2. 厂工程技术研究所对装置效果指令目标：

原理：必须是自行加药，不得使用外力，不得影响油井的日常生产，添加药剂的时间不得长于传统时间20sin, 效果：噪音要低于85分贝。

1. 1. 3. 安全环保目标依据

安全清洁生产是企业的主导方针，安全人员、技术人员和操作人员的环保意识在地方政府安全环保局的帮助下整体有提高。

物理循环式添加药剂装置均属于介质之间的物理变化，因此，试验前小组成员从采油站随机选取5口油井作为试验样本，从药剂液体和天然气气体的密度不同分析试验可行性。分析可知，天然气密度0.65，药剂密度1.0，天然气能够满足由下向上循环方式，药液能够进入井底，理论分析认为试验可行，在实验中发现加药半个小时后油井电流变小、负荷下降。

通过PDPC法确定试验实施过程根据油井现场和套管闸门规格的实际情况，依据理论分析，制定了过程决策方案指导此次试验。

二、提出装置本体最佳方案

1. 装置材料的选择：为了确保添加药剂装置使用的通用性,小组成员依据材料的坚韧性、抗撞击性、耐腐蚀性以及可操作性制定了材料方案进行了试验分析选择。对铸铁材料、优质碳素结构钢材料、普通碳素结构钢材料、有色金属、新树脂材料五种材料，进行分析后得出普通碳素结构钢材料——坚韧、抗撞击、有一定的承压能力，易焊接，不易做内部结构件、制作外体。

2. 装置基本尺寸的选择：根据现场实际情况及每次加药量（7～8升）为依据，小组采用头脑风暴法，提出了三种对策进行详细的分析得出300×150×500、8.83升、规格：在指令范围内；加料量：刨去气体所占空间，在范围内。

3. 装置的阀门基本最佳方案：通过对铸铁阀门、普钢阀门、铸铁阀门、有色金属阀门、新树脂材料阀门，五种阀门的分析筛选决定普钢阀门，丝扣连接坚韧、抗撞击、承压力强、耐腐蚀，成本较高但灵活性强等优点，得到选定。

4. 装置阀门的基本尺寸最佳方案：对药剂进入井底φ25×75mm、气体进入装置Φ20×65mm、放空排气Φ15×60mm、药剂进入装置Φ20×65mm这四种阀门进行了最佳方案。

5. 最终决定物理循环式添加药剂装置、300×150×500；消除噪声、减少释放、测试、作业、维修；CAD制图、图纸合议、操作间制作、测试验收、整改。

三、加药实验：我们在井上进行了加药安装实验，关闭套管阀门利用卡箍将装置与套管阀门连接，装置安装周正，用丝堵堵上测试口，关闭放空和加药阀门，缓慢打开套管阀门检验渗漏情况，正常后关闭套管阀门，打开装置上放空阀门，排净装置内的气体，两秒就排净了，打开加药阀门，加药9升关闭加药阀门再关闭放空阀门，打开底部5、6进气阀门和进药阀门，再打开套管阀门让药液流进油井的环形空间，如此把混合好的药液三次加完。半个小时后测试油井的电流明显开始下降，证明加药有效；其他油井上进行安装加药实验，这口井油气较大，安装前关闭套管阀门，安装完毕后看压力就0.8MPa了，关闭放空及加药阀门后，打开进药、进气及套管阀门装置正常无渗漏，关闭套管阀门，打开放空阀门放气两秒就放完装置内的气体，噪音92分贝但是很短暂两秒就排完气了，对周边老乡的影响也小很多，反复加药三次后，半个小时后电流明显下降，通过两次实验对带压加药装置进行油井带压加药实验，宣布成功，解决了带压状态可以进行加药工作，不用释放井筒环形空间的天然气就可以加药，排放微量的气体只有9升装置内的气体，达到了减少污染环境，噪音影响村民的生活也得到了解决，节约燃料天然气的目的。

四、测试实验：我们同时又对装置在安装后，进行的测试工作和洗井工作进行了实验，在油井测试时关闭套管阀门，从加药桶上放空阀放掉装置内的天然气，卸下装置顶端的丝堵安装上测试仪器的测试头，关闭装置的放空阀和放气阀，使加药装置和下部的导流管隔离开，打开套管阀门形成测试空腔，进行测试，释放测试声波后平稳通过装置下方，返回波很清楚的反应在仪器上，测试结果不正常为什么，又测试一次还是不正常，拆下仪器进行检查，查找测试不正常的原因，仪器没问题，发现是测试头上有一些药液喷到了测试口内，影响了测试结果，为什么会出现这种情况呢？经过几个操作者的头脑风暴，得出测试时把加药和测试前后脚操作了，间隔太近，药液没有完全流入井底，剩下少量的药液正往井筒内滴入，开套管阀门过快药液在气体的裹挟下又飞了出来，惯性作用下落到了仪器上，怎样避免我们以后测试时要和加药分开，最近也是加药后三个小时再测试，就可以减少药液的残留，开套管阀门时也要缓慢打开不能快速打开，减少阀门滑倒内残留的药液影响测试，通过间隔开及缓慢开阀门两种办法也就可以测试油井。

五、洗井实验，通过关套管阀门，排空装置内气体，关闭放空及与下部进药、排气阀，再卸丝堵连接洗井管线进行洗井实验，洗井两口，温度压力不受影响，正常洗井，

总结通过带压加药装置的安装使用，不用放掉套管的环形空间的天然气保护了环境减少了污染，节约了燃料这些天然气，通过收气阀收到管网进到站内，分离净化后进到加热炉作为燃料进行燃烧；排气时间从半个小时到几秒，消除了泄压噪音社会效益也是很好的。带压加药装置的安装解决了泄压时间长、噪声大的主要问题，并且，不会影响正常测试、洗井作业工作，推广性高实用性强。

参考文献：

1、朱庆忠 中国石油华北油田公司技能鉴定教材 石油工业出版社 2019.3

2、孙金瑜 《石油石化职业技能鉴定试题库》北京：石油工业出版社 2011.3

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