油井套管定压放气阀的改进及应用.pdf

应用研究模具制造 2023年第9期油井套管定压放气阀的改进及应用吉元强1，杨小勇1，马志强1，刘俊玉2，周秀梅1（1.华北油田第四采油厂，河北廊坊065000；2.华北油田第一采油厂，河北任丘062550）【摘要】油井的套压影响着油套环形空间的动液面高度，动液面的高度决定了抽油泵的泵效，因此套压对油井的产量影响很大。而现有的定压放气阀因设计上的不足，不能快速准确地将套压调整到合理的范之内。针对此，研制了一种外调式放气阀，能够快速使套压恢复到合理的范围之内，达到提高泵效，增加原油产量的目的。关键词：套压；放气阀；增产中图分类号：TE931文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.09.053Improvement and Application of Constant PressureRelief Valve for Oil Well CasingJi Yuanqiang1，Yang Xiaoyong1，Ma Zhiqiang1，Liu Junyu2，Zhou Xiumei1（1.The Fourth Oil Production Plant of Huabei Oilfield,Langfang,Hebei 065000,CHN；2.The First Oil Production Plant of Huabei Oilfield,Renqiu,Hebei 062550,CHN）【Abstract】The casing pressure of an oil well affects the height of the dynamic liquid level inthe annular space of the oil jacket,which determines the pumping efficiency of the oil wellpump.Therefore,the casing pressure has a significant impact on the production of the oil well.However,due to insufficient design,existing constant pressure relief valves cannot quickly andaccurately adjust the casing pressure to a reasonable range.Therefore,an externally adjustablerelief valve has been developed,which can quickly restore the casing pressure to a reasonablerange and improve pump efficiency,the purpose of increasing crude oil production.Key words:sleeve pressure；air relief valve；increase production1问题的提出套压是井底回压的一个反映。当油井在溶解气驱油藏的流入半径内开采，通过控制采油压差，可使气体驱动地层油流流入套管，但对于抽油井，必须使泵有一个合理的沉没度和大于泡点压力（含气井液中气体开始逸出时的压力）的泵进口压力，使气液两相在泵进口处不发生油气分离，才有可能达到最大泵效。抽油机井的套管压力直接影响着抽油泵的沉没度，如果套压过高，油套环行空间的液面会在套压的作用下下降，当动液面下降到深井泵吸入口时，气体窜入深井泵内，会发生气侵现象，造成泵效降低，油井减产，严重时发生气锁，导致油井无产量需要作业解决。套压太低，地层产出液进入泵筒的压能低，则造成油井产量下降，系统效率低，能耗高1-2。目前普遍采用定压放气阀（如图1所示）对套压进行调节控制，现场调整套压的方法是：打开定压放气阀压盖，使用起子、扳手等工具，旋紧或卸松调节装置，从而压缩或伸展空腔内的弹簧，使阀球向下或向上运动，设定套管气进入集油干线压力及气量，同时观察套压值是否在设定的范围内，如果未达到，需要反复调节，一般调节一口井的套压操作时间在1小时左右，操作烦琐，既费时费力又不直观，在调整时必须做到平稳操作缓慢放压，避免套压下降太快，造成油层形成水道和激动，地层出砂3。172应用研究模具制造 2023年第9期7.阀球8.弹簧9.调节堵头定压放气阀结构示意图91338574621.本体2.压盖3.连接法兰4.进气通道5.出气通道6.阀座图1常规定压放气阀2改进思路及方案实施思路：根据定压放气阀的工作原理和在使用过程中存在的问题，研制一种不用卸压盖就能够直接调整放气量，安装时不用停井的新式定压放气阀。对定压放气阀的压盖进行改造，在压盖中心加工一个螺纹孔，制作一个调节螺杆与压盖中的螺纹孔相配套，调节螺杆外端与一个调节手轮相连、内端与定压放气阀的调节装置相连，转动手轮通过调节螺杆改变调节装置的位置（如图2所示）。1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.图2外调式放气阀的结构示意图方案实施：加工制作，将现场的定压阀压盖拆卸下来，在中间开螺纹通孔，将制作好的螺杆及密封装置组装完成后，与手轮、压盖连接，螺杆内端卡在调节装置的凹槽内（如图3所示）。安装调整：将旧定压放气阀的压盖拆卸下来，将新型定压放气阀的可调节压盖直接安装至需要摸索套管气放压量的油井上，通过旋转手轮控制调节装置的位置，达到调整油井放气量的目的（如图4所示）。图3外调式放气阀的调压装置图4现场使用外调式放气阀3应用效果改进后的定压放气阀在别古庄采油作业区20口井安装测试效果良好。典型井：京59-19X通过此装置进行套压的摸索，将套压值稳定在0.4MPa，取样正常，憋压正常，功图由气体影响恢复成正常生产，日产油稳定在3.5t/d（如图5所示）。冲程：4.20m最大载荷：65.02kN泵效：34.42%位移（m）冲次：2.48/min最小载荷：34.52kN产液量：3.36t0123480644832l60644832l600123冲程：3.03m最大载荷：51.45kN泵效：33.40%位移（m）冲次：1.42/min最小载荷：30.44kN产液量：1.53t图5京59-19井调整套压前后功图对比图（下转第177页）173智能制造技术模具制造 2023年第9期型工艺单元的选用、工艺信息完整性、一致性和规范化检测等工程需求。通过基于场景的信息检索与组织、基于过程的决策控制和知识调度、基于决策表模型的知识匹配和执行、基于决策过程的解释说明等决策逻辑过程，实现了基于知识模型的自动决策推理。本文以某航空复杂零件的机加工工艺设计过程涉及的工艺知识，按上述结构化工艺知识建模建库方法，构建了航空制造企业复杂零件工艺知识系统，并通过将工艺知识在工艺设计过程的智能决策进行应用验证，最终使某航空复杂零件工艺设计效率提升了30%以上。综上所述，工艺知识处理与决策技术是智能制造中的关键技术之一。本文通过研究某航空产品中的复杂零件的工艺知识体系，提出了一种满足智能化工艺设计要求的结构化工艺知识构建方法。该方法介绍了工艺知识的积累与挖掘，并阐述了工艺知识管理平台的构成及其在支持工艺智能决策方面的应用。此外，相关技术研究已经在某航空复杂零件的工艺设计中进行了应用验证，实现了工艺知识的结构化存储和应用。这一方法可以显著提升工艺设计的规范化水平，提高工艺设计效率和产品研发质量。同时，由于工艺知识可以有效继承、重用和拓展，在企业的可持续发展和提升企业核心竞争力方面具有不可估量的作用，是支撑工艺设计数字化转型的基石。参考文献1郭鑫,赵武,王杰,等.面向创新设计的工艺设计知识模型及检索方法研究J.机械工程学报,2017(15):6672.2Xu L,Huang C,Li C,et al.An improved case based reasoningmethod and its application in estimation of surface quality toward intelligent machiningJ.Journal of intelligent manufacturing,2021,32:313327.3Rui H,Zhang S,Xu C,et al.A flexible and effective NC machiningprocessreuseapproachforsimilarsubpartsJ.Computer-Aided Design,2015,62(C):6477.4潘旭伟,顾新建,仇元福,等.面向知识管理的知识建模技术J计算机集成制造系统,2003(07):2028.5刘金锋,吴健,周宏根,等.基于加工特征的工艺信息重用方法研究J.计算机集成制造系统,2016(04):791798.6李秀玲,张树生,黄瑞等.面向工艺重用的工艺知识图谱构建方法J.西北工业大学学报,2019,37(06):1174-1183.7王成,许建新,乔安杰.柔性化案例知识处理方法J.机械制造,2021,59(05):16.8李春磊.面向机加工艺设计过程的智能决策与工艺重用研究D.西安:西北工业大学,2017.第一作者简介：董会波，男，1984年10月生，汉族，陕西宝鸡人，硕士研究生，工程师，研究方向:制造业信息化，数字化设计、制造。（收稿日期：2023-5-16）DMM京 59-18X井产量有下降趋势，通过使用此装置进行套压的摸索，将套压值稳定在1.8MPa，使油井生产一直处于稳定状态，沉没度稳定在100米左右，日产油稳定在5.5t/d（如图6所示）。图6京59-18井生产曲线统计分析，利用改进后的定压放气阀调节控制套压，减轻员工的劳动强度，调整套压时间由1小时缩短至10分钟，员工一个人操作即可。同时，合理地控制套压，确保每口油井保持合理的液面，井筒工况得到了改善，最大限度延长了油井的生命周期。应用此装置后，作业区调整套压已累计增产200余吨。综上所述，改进后的套管定压放气阀不需要开关阀门，不需要拆装定压放气阀压帽，一次即可调至预计压力值，操作直观方便。岗位员工一个人在10分钟内即可完成调节操作，极大地提高了工作效率，减轻员工劳动强度。参考文献1吴涛,田云.抽油井套管气的回收技术研究J.云南化工,2018,45(07):138140.2佘泽华,李文华,费国兴.套管定压放气阀在抽油泵采油中的应用J.石油机械,1998(12):2526+67.3白彦锋.定压放气阀在庄211区块应用效果分析J.中国石油和化工标准与质量,2016,36(15):7677.第一作者简介：吉元强，男，1971年5月生，汉族，河南焦作人，大专，采油工，高级技师，主要研究方向：采油地面工程。（收稿日期：2023-04-15）DMM（上接第173页）177