液压式泄油环保装置的研究与应用

刘勇（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

抽油机井检泵作业时，起油管操作会将油管内存储的原油带至地面，增加了大量的环保施工工作量和成本投入，并且带来环保隐患[1-6]。因此，从原油不出井筒的角度出发，研制并应用了液压式泄油环保装置，在检泵作业时通过对油管正打压的方式开启，使油管内原油泄入井筒，原油不带至地面，实现环保施工。

1 结构组成与工作原理

液压式泄油环保装置主要由上接头、外筒、滑套、销钉、密封圈和泄油孔等组成（图1、图2），安装在抽油泵上部。

图1 液压式泄油环保装置结构

图2 液压式泄油环保装置实物

其工作原理是：在检泵作业起完抽油杆后、起油管操作前，对油管内正打压，当压力达到滑套压力的设定值时，销钉剪断，滑套向下移动至外筒底端，外筒的泄油孔漏出，油管内原油从泄油孔泄漏到油套环空内（图3）。

2 试验

室内打压试验：将液压式泄油环保装置紧固在试验台上，连接快速接头与电脑控制端，在检查液压管线、快速接头和丝堵等处无清水渗漏后加压，压力平稳上升至24.58 MPa时，销钉全部剪断开启泄油孔，实现（25±0.5）MPa开启泄油孔的设定目标（图4）。

图3 工艺流程

图4 室内打压试验

设计1口作业井进行现场试验，下抽油泵时将液压式泄油环保装置安装于抽油泵上部，再连接油管下入设计泵深位置（图5）。

图5 液压式泄油环保装置下入设计泵深处

恢复井口后启动抽油机进行井口憋压操作，试抽1.5 min，压力上升5.0 MPa，稳压10 min，压降0.1 MPa，试抽憋压合格（图6）。

图6 抽油机试抽憋压

抽油机在试抽24 h后，抽油机运行正常，测试功图正常。接下来进行液压式泄油环保装置开启试验，为取得销钉剪断的现场实测数据，首先进行反洗井操作，将油套环空充满液体，使油管内外不存在液位差；之后进行油管正打压操作，当压力达到25 MPa时销钉剪断，压力释放（图7），油管与油套环空连通。在井口压力释放后，进行起油管操作，在起油管过程中，油管内无原油带出井口（图8），液压式泄油环保装置现场试验取得成功。

图7 正打压操作压力曲线

图8 起油管施工

3 现场应用

液压式泄油环保装置用于10口井中，应用后生产运行情况稳定。其中，1口井应用2年后，由于开展压裂措施进行作业施工。该井作业施工前的泵深为1 430 m，动液面为960 m。在起出抽油杆后、起油管前对油管正打压16 MPa时，液压式泄油环保装置销钉剪断，泄油孔开启泄油，油管与油套环空连通，压力释放。这说明起抽油杆后，油管内的液柱高度有所下降，但仍存在8 MPa左右的液柱压差，正打压操作16 MPa地面压力加8 MPa液柱压差，达到25 MPa的销钉剪断压力，使其剪断开启泄油孔。

该井在应用效果上，井口少产生污油4.3 m3，少用罐车1辆，节省防渗布200 m2，节约作业成本3 060元（表1）。现场应用效果反映，液压式泄油环保装置与常规的投棒剪切式、锚定式、提拉式、旋转式等泄油器相比，其密封性更加可靠，开启更加方便，原油能够最大限度地流入井筒内，不带出地面，具有广阔的应用前景。

表1 液压式泄油环保装置应用效果统计

4 结论

1）液压式泄油环保装置能够实现油管内原油泄入井筒内的目的，原油不带至地面降低作业施工的环保风险，减少作业成本投入，减小能源浪费。

2）液压式泄油环保装置正打压的开启方式较投杆撞击开启方式成功率高，同时正打压操作可实现油管内壁清洗，将附着的蜡块清洗干净，不再需要在地面清洗油管内壁。

3）液压式泄油环保装置的应用可以从井下实现作业污油少产生的效果，其具有结构简单、操作方便、密封性能好、泄油安全可靠等优点，对油田实现环保作业施工起到一定的作用，应用前景相当可观。