单位文秘网 2021-07-04 01:09:49 点击: 次
【摘要】在煤层气井的排采初期,利用大泵小油管抽水是降低开采成本的重要手段之一,修井作业中,研制应用大直径抽油泵的抽油杆与大泵柱塞对接专用工具是实现安全生产、清洁作业的重要发展方向。本文介绍了煤层气井新型卡爪自锁式脱接器的结构和工作原理,它集对接、脱锁与一体,具有超强承载、结构简单、实用性强的特点。现场应用表明,该脱接器在煤层气井中对接脱锁率高,可以重复多次使用,具有较好的推广应用前景。
【关键词】抽油泵 脱接器 原理 应用
通过对临汾、忻州等煤层气公司排采工艺调研后得知,该区块煤层气井在排采初期,大多只出水不出气或只出少量的气,因此,在排采初期,需要抽出大量的水,使煤储层的压力下降到煤层气的解吸压力以下,气体开始解吸,井口开始产气。而煤层气开采思路是低成本战略,因此,利用大泵小油管抽水是降低开采成本的重要手段之一,大多煤层气井开始开采时用φ73mm油管,选用泵径为φ70mm以上的抽油泵排采时,柱塞不能直接从地面通过外径φ73mm的油管下入泵内,必须预先将柱塞装在泵中随油管一起下井,然后再下抽油杆,通过脱接器使抽油杆和抽油泵柱塞在井下联接。脱接器是抽油杆和大泵柱塞的专用对接工具。为此我们开发了一种结构简单、成本低、实用性强的新型脱接器在煤层气井试用收到了良好的效果。
1 新型卡爪自锁式脱接器的结构和工作原理1.1 结构
从图1可以看出,该脱接器结构具有结构简单、卡爪受力均匀、脱接可靠、加工容易,体积小重量轻等特点。
1.2 工作原理
抽油杆与柱塞对接时,围弹套与抽油杆联接随抽油杆杆柱下入泵内,依靠抽油杆杆柱重力和围弹套的喇叭口导向作用,围弹套靠脱接螺杆总成导向向下滑移,并开始涨开变形,压缩防弹套和弹簧向下移动一定距离后,围弹套在本身弹力作用下迅速恢复原形,同时防弹套在弹簧的作用下,将防弹套上推,锁住围弹套,使抽油杆与柱塞对接为一体。检泵作业时,需要将抽油杆与抽油泵柱塞脱开时,只需将抽油杆柱上提,使防弹套与释放接头接触后就开始压缩防弹套和弹簧,使其相对脱接螺杆向下滑移一定位置后,围弹套与脱接螺杆即可脱开,实现抽油杆与抽油泵柱塞分离。
2 技术参数工作压力≥60MPa对接力:5-8KN;
脱接力:8-14KN;
拉伸屈服载荷:≥300KN;
许用载荷:150KN;
适用泵型:管式泵、斜井泵、串联泵、液力反馈泵、分层抽采泵等。
3 关键技术和创新点:
(1)该脱接器是在原有大泵脱接器基础上改进而成,具有高强度承载能力,对接、脱接率高达100%,疲劳寿命可达600d以上。
(2)所有脱接器关键零件选用优质合金钢和弹簧钢,经过严格的热处理加工而成,攻克了易断脱、井下对接易失败等难题。
(3)所有脱接器加工完成后,上、下体分开,设计专用工装均经过实验室模拟脱接试验,并有试验数据,保证在井下正常脱接、释放容易。
(4)结构简单、成本费用低、装卸方便,不额外增加施工工序。
4 现场应用及效果评价
该脱接器在结构上、关键零部件材料、热处理工艺的选择等方面均进行改进和创新,自2011年至今,在临汾、忻州等煤层气公司成功下井500多井次,均获得一次对接成功,没有发生一次井下断脱、疲劳断裂等事故,并可修井、检泵完成后重复使用。
5 结论
实践证明,这种工具是与有杆抽油大泵配套的理想对接工具,特别用在φ70抽油泵上可节省大量成本。假如φ70抽油泵采用常规φ88.9mm油管,这两种油管每米重量差4.12Kg,每口煤层气井按800米井深计算,后者比前者节约3.29吨,每口井可节约油管成本费用近3万元,经济效益可观,因此,利用大泵小油管排采,配套脱接器使用具有非常广阔的推广应用前景。
参考文献
[1] 张其,主编.采油工程原理与设计,石油大学出版社,2003
[2] 万仁溥,罗英俊,主编.采油技术手册 四(修订本)石油工业出版社,1998
[3] 万邦烈,主编.采油机械的设计计算,石油工业出版社,1986
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