摘要：針對目前油井輸油管線(xiàn)在冬季時(shí)出現的管線(xiàn)凍堵問(wèn)題，該論文介紹了一種能夠及時(shí)發(fā)現并解決凍堵問(wèn)題的裝置管線(xiàn)防堵控制器。該裝置主要由壓力控制器、油井開(kāi)關(guān)控制器兩部分組成。其原理為：根據現場(chǎng)摻水壓力和停井后輸油管線(xiàn)壓力設足兩個(gè)壓力值；當輸油管線(xiàn)內壓力高于捧水壓力時(shí)由壓力控制器發(fā)出信號自動(dòng)使抽油機停機；由于停機，輸油管線(xiàn)內的壓力開(kāi)始回落，當管線(xiàn)內的壓力回落到低于捧水壓力時(shí)，捧水自動(dòng)掃線(xiàn)，當輸油管線(xiàn)內的壓力降至正常停井時(shí)管線(xiàn)壓力時(shí)，由壓力控制器發(fā)出信號自動(dòng)使抽油機開(kāi)機。這樣即防止了管線(xiàn)堵塞，同時(shí)又使得巡線(xiàn)人員能夠在地衣時(shí)間發(fā)現問(wèn)題并采取相應整改措施。#大限度地降低了管線(xiàn)凍堵事故的發(fā)生。
油井輸油管線(xiàn)進(jìn)入冬季時(shí)易出現管線(xiàn)凍堵事故，尤其是對于高粘度、高含蠟、三低一長(cháng)井、周期末出死油的并更為嚴重。盡管這些油井存在摻水管線(xiàn)，摻水壓力也基本正常，但是由于外界溫度的變化，油并產(chǎn)出物質(zhì)的變化，油并含水、產(chǎn)出物溫度的變化以及摻水溫度和壓力的波動(dòng)等客觀(guān)因素影響，油并混合液管線(xiàn)還是容易出現凍堵現象。據了解冬季管線(xiàn)凍堵在勝利油田的各采油廠(chǎng)都是客觀(guān)存在的。如發(fā)生管線(xiàn)凍堵事故，將會(huì )對油井產(chǎn)量、生態(tài)環(huán)境、安全生產(chǎn)以及工農關(guān)系造成不必要的破壞與惡劣影響，因此為杜絕此類(lèi)事故的發(fā)生我們進(jìn)行了管線(xiàn)防堵壓裂控制器的研制。
管線(xiàn)凍堵的過(guò)程不是一個(gè)短時(shí)間能夠完成的，它是一個(gè)輸油管線(xiàn)內壓力的不斷增高的過(guò)程，當管線(xiàn)內部壓力超過(guò)摻水壓力時(shí)摻水就失去了作用，由于油并一直在生產(chǎn).管線(xiàn)內介質(zhì)因無(wú)摻水的加溫和稀釋?zhuān)芫�(xiàn)內介質(zhì)的推送將會(huì )使得管線(xiàn)越堵越嚴重。隨著(zhù)管線(xiàn)內壓力的不斷增高，當超過(guò)管線(xiàn)的承受能力時(shí)就會(huì )出現穿孔、刺墊子、刺盤(pán)根盒甚至會(huì )導致井下管柱出現問(wèn)題，與此同時(shí)電氣設備也會(huì )超負荷運行。并且油并的凍堵事故大都發(fā)生在較低溫度的冬季的夜間，若巡并人員不加密巡線(xiàn)時(shí)間段，巡線(xiàn)將很難及時(shí)發(fā)現。
管線(xiàn)凍堵事故一旦發(fā)生，處理時(shí)需停井，用高壓氣體、液體將管線(xiàn)頂通后才能再次生產(chǎn)�，F在以稠油并為例簡(jiǎn)述一下凍堵及處理的全過(guò)程:草20-XX井(屬于稠油三低一長(cháng)井、且管線(xiàn)跨溝)19:00夜班巡并時(shí)油井正常生產(chǎn)、計量間摻水壓力溫度正常(管線(xiàn)開(kāi)始凍堵但管線(xiàn)內壓力還未超過(guò)摻水壓力)。24:00巡并時(shí)油井正常生產(chǎn)、計量間摻水壓力正常溫度稍有下降(此時(shí)管線(xiàn)內壓力已超過(guò)摻水，只是由于溫度傳遞和保溫效果較好導致?lián)剿疁亟稻徛?。2:00夜巡發(fā)現油并正常生產(chǎn)、摻水溫度明顯下降，通知大隊值班人員處理。
2:15大隊值班人員到達現場(chǎng)，同時(shí)通知停并并對摻水量進(jìn)行調節，計劃用摻水頂通管線(xiàn)，但此時(shí)油管內壓力已經(jīng)遠超摻水壓力，摻水已失去流動(dòng)性，同時(shí)摻水末端和跨溝管線(xiàn)處開(kāi)始凍結。處理至6:00無(wú)結果，報礦上壓風(fēng)機掃線(xiàn)。7:30壓風(fēng)機到達現場(chǎng)但由于管線(xiàn)長(cháng)，只能開(kāi)孔分段掃線(xiàn)，于是人員開(kāi)始挖坑找管線(xiàn)(一般50米左右一個(gè)坑)另一部分人員對過(guò)溝管線(xiàn)進(jìn)行加溫(一般采取火燒)。分段掃線(xiàn)，每掃通一段管線(xiàn)只是達到氣通，還要用摻水繼續將管線(xiàn)內的死油掃除，才能達到液通。若該管線(xiàn)長(cháng)度超過(guò)500米或更長(cháng)且管線(xiàn)內原油粘度過(guò)高，掃通這條管線(xiàn)至少需要24-48小時(shí)。
可想而知人員的勞動(dòng)強度、停井耽誤的原油產(chǎn)量、掃死油時(shí)造成的污染、挖坑時(shí)要處理的工農關(guān)系、HSE隱患等等會(huì )消耗大量的人力、物力、財力。若因輸油管線(xiàn)因凍堵造成穿孔，其造成的損失將更大。針對現場(chǎng)這一實(shí)際情況，我們開(kāi)展了管線(xiàn)防堵壓力控制器的研制，研制成功后進(jìn)行了現場(chǎng)應用，現場(chǎng)應用效果非常明顯，安裝該裝置的10口并在2年內均未出現管線(xiàn)凍堵事故。
管線(xiàn)防堵壓力控制器結構及工作原理
該裝置主要由管線(xiàn)壓力控制器、油并開(kāi)關(guān)控制器、無(wú)線(xiàn)信號發(fā)送器及接收器等部分組成。
其工作原理為:
(1)根據現場(chǎng)摻水壓力和停并后管線(xiàn)壓力在電接點(diǎn)壓力表1上設定兩個(gè)壓力整定值，高壓1.3MPa，低壓0.3MPao
(2)當管線(xiàn)內壓力達到1.3MPa時(shí)與1一電接點(diǎn)壓力表相連的2一信號發(fā)射器發(fā)出信號由3一信號接收器接收，再由6一直流變壓器開(kāi)啟4一控制繼電器JZ1實(shí)現自動(dòng)停機。
(3)由于停機，管線(xiàn)內的堵塞物質(zhì)不再增加，管線(xiàn)內壓力開(kāi)始回落。
(4)當管線(xiàn)內的壓力回落到低于摻水壓力時(shí)，摻水系統自動(dòng)開(kāi)啟繼續掃線(xiàn)。
(5)管線(xiàn)被掃通后，當壓力降至0.3MPa時(shí)，由1一電接點(diǎn)壓力表相連的1)一信號發(fā)射器發(fā)出信號由3一信號接收器接收，再由6一直流變壓器開(kāi)啟5一控制繼電器JZ2實(shí)現自動(dòng)啟機。這樣即防止了管線(xiàn)堵塞，同時(shí)巡線(xiàn)人員發(fā)現停井也會(huì )在地衣時(shí)間發(fā)現問(wèn)題并及時(shí)采取相應的措施。
工作參數:
適用溫度:OCC-80`C
適用壓力:OMPa-1OMPa
適用電壓:220v交流電
壓力控制范圍:OMPa--1 OMPa(可調)
二、現場(chǎng)試驗
該裝置在室內試驗成功后進(jìn)行了相關(guān)的現場(chǎng)試驗。該裝置先后安裝在草20一平27、草20一平61等10口并上同時(shí)試驗，自2010年2月份安裝后至2012年11月份，該10口井均未發(fā)生管線(xiàn)凍堵事故。
三、認識及結論
(1)、該裝置體積小，拆裝方便，可實(shí)現自動(dòng)控制，安全性能好，實(shí)現了現場(chǎng)應用時(shí)安全地衣的理念;
(2)、該裝置應用防震電接點(diǎn)壓力表，該壓力表野外環(huán)境適用能力強，壓力值反應靈敏，控制壓力值的范圍可根據需要任意調節，增大了該裝置的適用范圍;
(3)、該裝置的應用可降低生產(chǎn)成本和人工勞動(dòng)強度，提高了工作效率和經(jīng)濟效益，具有較大的推廣應用價(jià)值;
(4)、該裝置適用于油井輸油管線(xiàn)以及集輸輸油管線(xiàn)等，可避免管線(xiàn)超壓事故的發(fā)生。
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