強(qiáng)鐵山（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

1 高壓注水表的應(yīng)用及檢定

在油田生產(chǎn)流程中，注水是作為保持地層壓力，實(shí)現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，改善油田開發(fā)效果，保證產(chǎn)量的主要手段，因此，對(duì)注入量的把控十分關(guān)鍵[1]。高壓注水表作為油田主要高壓注水管線上的流量計(jì)量?jī)x表，能否直觀準(zhǔn)確地反應(yīng)注入量是非常重要的[2]。由于油田注水為回注水，水質(zhì)中常含有微小的油垢、水垢、雜質(zhì)及細(xì)菌。高壓注水表長(zhǎng)期對(duì)回注水進(jìn)行計(jì)量，水表內(nèi)部普遍存在結(jié)垢、死油、雜物堆積等污染現(xiàn)象。

為保證高壓注水的準(zhǔn)確性和可靠性，各采油廠均會(huì)定期依據(jù)中華人民共和國(guó)《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG-162—2007高壓注水表檢定規(guī)程》，對(duì)正在使用的高壓注水表進(jìn)行檢定，通常的檢定周期為半年[3]。在高壓注水表的檢定工作中，通過對(duì)檢定不合格的故障表進(jìn)行分析，可將故障原因分為以下幾類：

◇表頭損壞，主要原因?yàn)閭鲃?dòng)齒輪磨損導(dǎo)致水表無法計(jì)量；

◇基層送檢水表前，未對(duì)水表內(nèi)部進(jìn)行清理，導(dǎo)致表體內(nèi)積攢大量油垢，暫時(shí)無法正常計(jì)量；

◇葉輪損壞，造成無法修復(fù)故障[4]；

◇磁鋼退磁，或葉輪盒磁鋼與隔板下空腔內(nèi)有死油及無法清理的雜物導(dǎo)致水表誤差過大[5]；

◇葉輪結(jié)垢造成誤差，此項(xiàng)問題具有普遍性，多數(shù)高壓注水表均存在不同程度的結(jié)垢情況。

對(duì)以上故障原因分析后發(fā)現(xiàn)：結(jié)垢、油污污染、水表內(nèi)部清理不到位占水表故障原因的80%以上；因此，在檢定前清理高壓注水表是提高檢定合格率的重要措施。針對(duì)高壓注水表內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、拆裝難度大等實(shí)際情況，研制了高壓注水表自動(dòng)清洗裝置。

2 自動(dòng)清洗裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理

高壓注水表清洗裝置由清洗桶、支架、加熱器、葉輪、控制器等組成。

在注水表檢定前，將沾有污染物的水表安裝在清洗桶內(nèi)的水表支架上，在清洗桶內(nèi)加入定量的清水和洗滌劑，通過控制器對(duì)清洗水溫及清洗時(shí)間進(jìn)行設(shè)定后，即可開機(jī)對(duì)高壓注水表進(jìn)行清洗；水溫預(yù)熱達(dá)設(shè)定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)開始旋轉(zhuǎn)清洗水表。該裝置的結(jié)構(gòu)見圖1。

自動(dòng)清洗裝置主要利用軸流沖擊原理對(duì)被污染水表進(jìn)行清洗。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力提升水位，可將清洗桶下方的水推至上方；同時(shí)水流隨葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，可以瞬間將水表內(nèi)油污、水垢從附著面剝離，從而達(dá)到清潔目的。葉輪啟動(dòng)前，加熱器能夠提前將清水及清洗劑進(jìn)行加熱，以此來加速溶解水表中的油污等雜質(zhì)；利用控制器可以調(diào)節(jié)葉輪的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，利用不同的水流沖擊力可以同時(shí)達(dá)到針對(duì)表內(nèi)不同部位、不同污染物的清潔目的[6]。大大降低了工人手動(dòng)清理高壓注水表的工作強(qiáng)度，減少了因?yàn)槿藶椴僮魇д`導(dǎo)致的水表報(bào)廢率。該裝置控制器可以對(duì)清洗時(shí)間、溫度、強(qiáng)度進(jìn)行精準(zhǔn)控制，針對(duì)不同型號(hào)、不同污染程度的注水表采取不同的針對(duì)性的清洗方式，可以采取分季節(jié)、分區(qū)塊的清洗模式，以最少的水電能耗將被污染壓力表清洗到合格標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到更為節(jié)能的目的。

圖1 高壓注水表自動(dòng)清洗裝置結(jié)構(gòu)

3 應(yīng)用效果

高壓注水表自動(dòng)清洗裝置目前已在采油一廠應(yīng)用了45套。自應(yīng)用以來共清洗送檢水表超過30 000塊，已使1500余塊污染嚴(yán)重并無法正常工作的注水表通過清洗后達(dá)到了檢定指標(biāo)，使檢定合格率上升至少5個(gè)百分點(diǎn)。定期地對(duì)高壓注水表進(jìn)行清洗也可延長(zhǎng)其使用壽命?？鄢撗b置的生產(chǎn)成本及能耗成本外，僅減少購(gòu)進(jìn)新壓力表一項(xiàng)就節(jié)約成本70余萬(wàn)元。

高壓水表屬于精密設(shè)備，長(zhǎng)時(shí)間使用污垢會(huì)附著在傳動(dòng)葉輪部位，使葉輪測(cè)量機(jī)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、磁力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)出現(xiàn)誤差，增加葉輪負(fù)荷，磁鋼磁力減弱。因?yàn)槲酃钢泻需F削等雜質(zhì)，致使中心磁鋼齒輪、減速齒輪的載荷增大，計(jì)量準(zhǔn)確度等級(jí)下降；注水量增多而沒有得到計(jì)量，進(jìn)而造成注水量的浪費(fèi)，增加了油田開采成本。一般水表清理不徹底或不清洗測(cè)量準(zhǔn)確度將下降一級(jí)，多增加的注水量沒有得到計(jì)量，造成的后果是油井含水上升，注入壓力升高，易造成套損。轉(zhuǎn)油站處理量增大，增加耗能。

某采油隊(duì)共有注水井104口，日配注水量為9680 m3/d，目前注水波動(dòng)范圍在10%～15%左右。以注水量波動(dòng)誤差10%為例，假如該采油隊(duì)每日968 m3水沒有得到計(jì)量，每注1 m3水的成本約2.5元，則968 m3水的成本約為2420元；按104口井每日平均可節(jié)約2420元計(jì)算，年可節(jié)約成本88.33萬(wàn)元。

4 結(jié)論

1）自動(dòng)清洗裝置體積適中，使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生噪聲、廢棄材料等二次污染，安全可靠，操作難度低，便易推廣。

2）自動(dòng)清洗裝置使用時(shí)不需要對(duì)水表進(jìn)行拆裝等易產(chǎn)生誤差的操作，能夠有效控制注水表內(nèi)部水垢的形成，不會(huì)對(duì)水表內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，不會(huì)影響水表的測(cè)量精度。

3）自動(dòng)清洗裝置能耗低，工作效率高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，在采油一廠的推廣應(yīng)用中已經(jīng)取得了初步成效，在油田計(jì)量?jī)x表清洗方面具有廣闊的應(yīng)用前景。