張明，馬力，張明鵬，陳鴻鹍，郭敏

（長(zhǎng)慶油田分公司 第一采油廠，陜西 延安716000）

油田常用的套壓控制手段主要有兩種：人工控制放空；具有類(lèi)似調(diào)壓功能的閥件放空。這兩種方法人工工作量都很大，因而設(shè)計(jì)一種更加直觀、智能、長(zhǎng)壽、便捷的套氣回收裝置是十分必要的。

直讀防凍堵定壓套氣閥的基本功能是將套管氣體壓力控制在設(shè)定值附近并匯入采油流程，達(dá)到油氣混輸，建立合理套壓，避免油層能量快速衰竭，從而達(dá)到充分利用油氣資源的目的。

1 安塞油田伴生氣資源概況

根據(jù)安塞油田伴生氣現(xiàn)場(chǎng)取樣分析，伴生氣中輕烴組分較高，所占比例為80%以上。該油田井底流壓大部分在飽和壓力以下，并且有部分油井的地層壓力也低于飽和壓力，溶解氣在地層、井底附近脫氣并形成可流動(dòng)相，在泵入口處，伴生氣更容易從環(huán)套空間排出，套管氣產(chǎn)量占總氣量的50%～67%?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，該油田富氣區(qū)塊8個(gè)，總伴生氣量4.85×105m3／d；貧氣區(qū)塊5個(gè)，總伴生氣量5.5×104m3／d。

2 定壓閥的設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

1）原油套管中伴生氣通過(guò)定壓閥進(jìn)入油管，與原油混輸，達(dá)到控制套壓、回收伴生氣的目的。

2）利用流程回壓及套管壓力對(duì)定壓閥的作用，通過(guò)一定方法以直觀的數(shù)據(jù)形式反映出設(shè)定的排氣開(kāi)啟壓力。

3）在一定壓力范圍內(nèi)具有連續(xù)無(wú)盲點(diǎn)的調(diào)壓功能；在結(jié)構(gòu)上充分考慮低溫環(huán)境下的防凍問(wèn)題。

4）定壓閥的使用不影響油井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、掃線、洗井、加藥等常規(guī)維護(hù)工作。

2.2 理論依據(jù)

原油伴生氣在套管內(nèi)形成套壓，在井口作用于定壓閥，若套壓在承壓活塞上產(chǎn)生的等效作用力大于承壓活塞所受的預(yù)設(shè)力，則承壓活塞將向后退行，與之聯(lián)動(dòng)的元件將打開(kāi)氣路，使伴生氣通過(guò)閥門(mén)進(jìn)入采油流程，與采出原油混輸，隨著排氣的持續(xù)進(jìn)行，套壓不斷降低；當(dāng)套壓在承壓活塞上產(chǎn)生的等效作用力不足以克服承壓活塞所受的預(yù)設(shè)力時(shí)，則承壓活塞前行，與之聯(lián)動(dòng)的元件將斷開(kāi)氣路，套壓開(kāi)始恢復(fù)。如此循環(huán)，使套壓控制在預(yù)設(shè)壓力附近一個(gè)較小的范圍內(nèi)。

3 新一代定壓閥的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用

3.1 優(yōu) 點(diǎn)

1）前兩代定壓閥均以壓力表為顯示單元，引入的壓力表雖能直觀地反映出預(yù)設(shè)開(kāi)啟壓力值，但由于引入壓力表，不但增加了成本，而且壓力表自身較脆弱，給安裝、管理、維護(hù)增加了難度；第三代定壓閥直接使用機(jī)械方式顯示，設(shè)計(jì)了可調(diào)的刻度套和調(diào)壓帽，不但降低了生產(chǎn)成本，而且使定壓閥的安裝、管理、維護(hù)難度減小。

2）前兩代定壓閥從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)都是液壓傳遞，其實(shí)現(xiàn)途徑是套壓克服流程回壓與調(diào)壓彈簧的共同作用，并通過(guò)等截面活塞傳遞給液壓表，反映出套壓；第三代定壓閥為機(jī)械傳遞，壓力傳遞調(diào)節(jié)方式在其工作壓力范圍內(nèi)具有連續(xù)無(wú)盲點(diǎn)調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)。純機(jī)械的壓力傳遞調(diào)節(jié)方式的可靠性、靈敏度、工作壽命都大幅提升。

3）前兩代定壓閥在防凍堵的設(shè)計(jì)上均是將閥體排氣部分置于流程中，利用原油的余溫來(lái)防止閥體凍堵；第三代定壓閥排氣元件不與原油直接接觸，其上游（進(jìn)氣端）、下游（緩沖區(qū)）均為氣體，調(diào)壓活塞上的密封圈選用了耐低溫（－30℃）的硅膠密封圈，保證了其低溫條件下的正常工作；而伸入采油流程中的防倒流單流閥，有極高的靈敏度，其被凍堵的長(zhǎng)度小于4cm，在恢復(fù)生產(chǎn)后，很容易被緩沖區(qū)內(nèi)的壓力頂開(kāi)，也容易被采出原油的余溫化凍，從而自行解除凍堵。

3.2 安裝應(yīng)用

直讀防凍堵定壓套氣閥研制成功后，經(jīng)過(guò)在安塞油田的不斷試用，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題不斷改進(jìn)，最終形成適合安塞油田井組伴生氣回收需要的第三代產(chǎn)品。第三代定壓套氣閥的安裝如圖1所示。該閥的特點(diǎn)：可在任何井口流程安裝，無(wú)需動(dòng)火；壓力設(shè)定方便，無(wú)需反復(fù)調(diào)整；測(cè)井方便，設(shè)計(jì)有測(cè)井、洗井接口；低溫防凍，單向閥插入流程與液流同溫，防止定壓閥結(jié)凍。

圖1 第三代定壓套氣閥安裝示意

4 定壓閥在安塞油田的使用效果

4.1 先導(dǎo)性試驗(yàn)

為了進(jìn)一步確定改進(jìn)后直讀防凍堵定壓套氣閥的穩(wěn)定及可靠性，選取杏北區(qū)塊杏60－18等5個(gè)井組進(jìn)行試驗(yàn)，并進(jìn)行安裝前后參數(shù)跟蹤，定壓閥安裝前后參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1所列，安裝后油井功圖均由氣體影響變?yōu)檎?，油井液量保持平穩(wěn)。

表1 定壓閥安裝前后參數(shù)對(duì)比

4.2 使用效果

定壓閥在安塞油田的使用效果見(jiàn)表2所列。

表2 定壓閥在安塞油田的使用效果

5 結(jié)束語(yǔ)

該定壓閥操作簡(jiǎn)單，滿足井組伴生氣全天候回收需要。系統(tǒng)運(yùn)行可靠，無(wú)需日常維護(hù)，不影響油井的正常生產(chǎn)。與傳統(tǒng)的回收技術(shù)相比，配套了液面測(cè)試技術(shù)，簡(jiǎn)化了流程；消滅了井場(chǎng)火炬，消除了安全隱患，降低了生產(chǎn)成本；適應(yīng)了安塞油田井組伴生氣回收的要求，確保了安塞油田安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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