水力自动调压泵在新立油田的应用

王艳平（吉林油田公司新立采油厂）

新立油田是一个低渗透、低黏度、裂缝发育的构造岩性油藏，随着油田开发历程的延长，注入压力逐年升高，欠注井逐年增多，无法实现方案注水。由于注水井间压力矛盾突出，低压井只能靠闸门节流解决，增压柱塞泵虽然能满足高压井注水要求，但只能解决单一的欠注井，无法实现大面积增注，开发效果逐年变差，不能满足油田稳产增产的需求。

试验应用了水力自动调压泵，对高低压井的能量重新分配，成功解决了注水井欠注问题，取得了较好的节能效果。

1 水力自动调压泵

作为一种能量分配器，水力调压泵能够把泵站来水能量重新分配，低压井损失的压力能量通过双作用液力缸的作用转移到高压井，实现增压增注。

1.1 技术原理

水力调压泵由进排液单向球阀组、双作用液力缸、机架和液路转换器等构成。注水管网中的水动力在液路转换器的控制下推动双作用液力缸中的活塞上下往复运动，高压腔的水注入高压井中，低压腔的水注入低压井中。

只需左右旋转液路转换系统中的无级变速器调节手轮就可实现排量的无级调参。

1.1.1 压力调配

根据动力缸和换向阀管路连接的不同，来水压力、增高压力和低压压力满足如下关系：

式中：

P高——最高压力，MPa；

P低——低压压力，MPa；

P来——来水压力，MPa；

A——液力缸截面积，m2；

A环——液力缸截面积-连杆截面积，m2。

压力调配原理见图1。

1.1.2 流量调配

通过调节节流阀开口的大小可改变液力缸的冲速，从而调节总排量。

高低压井注入量调节：通过更换不同直径的连杆可改变高低压腔横截面积的比值，从而改变高低压井对不同排量的需求。

1.2 性能特点

水力自动调压泵具有以下性能特点：

◇不需要电力，用液力驱动，减少了建站投资；

◇对压力不同的注水井可以实现自动调压注水；

◇可对单井或多口井进行调压增注；

◇高效节能；

◇安全可靠，噪音低；

◇工作冲速低，使用寿命长。

2 应用效果

水力自动调压泵适用于欠注井比较集中的井组，要求安装水力调压泵的井组既有低压井又有高压井。

2.1 增注增油效果明显

新立油田共计应用4台水力调压泵，解决高压欠注井21口，实现日增注256m3，截至2011年底累计增注45730m3；同时，注采井组开发形式明显转好，达到了增产的预期效果（图2）。

2009年9月投运安装的13#井组，累计增注38755m3，其中5个注采井组日产液由安装前的77.6t/d上升至81.2t/d，日产油由23.0t增至30.5t，日增7.5t，累计增油2925t（表1）。

表113 #注采井组开发效果统计

2.2 节能效果明显

水力自动调压泵仅用1台2.2kW的电动机为压力蓄能器增加液压油的压力，日耗电量仅为13.2 kWh（表2），与单机单泵解决欠注对比，节电95.0%，累计节电102.9×104kWh。

受管网有效注水半径及单井最高油压影响，系统提压增注有效率低，能耗损失严重。与系统提压相比，应用水力自动调压泵日节省电量3290 kWh，年节电约120.1×104kWh（表3）。

表2 水力调压泵与三柱塞泵节电效果对比

表3 与系统提压节电效果对比

3 结论及认识

1）应用范围广，满足油田增注需求。增注不受控制井数及最高压力的限制，1台水力自动调压泵可以解决多个不同启动压力井欠注问题，突破了增压柱塞泵只能满足单口高压井注水的瓶颈。

2）节能效果明显。采用液力驱动，不需电力，仅用1台2.2kW的电动机为压力蓄能器增加液压油的压力，日耗电仅为13.2kWh，与三柱塞泵相比节能可达80%～90%。

3）实现安全环保增压注水。水力自动调压泵压力的提高取决于单井最高油压，不会出现憋泵爆管事故，同时无外部活动部件，工作安全可靠。

4）确定合理的检修周期，保持泵运行稳定性，提高使用寿命。结合注入水质、高低压井注入压力及注入量变化，确定合理检修周期，及时对换向阀及柱塞密封不严情况进行处理，定期更换过滤器滤网，降低过滤缸磨损，保证泵平稳运行，提高使用寿命。

5）研究液力及电力驱动共同体，提高使用效率。因低压井动态变化，易出现无低压井或高低压匹配不均衡，水力调压泵运转缺少动力来源，欠注或停运的现象，通过此项研究，提高水力自动调压泵的应用适应性。

水力自动调压泵增注技术在新立油田收到了较好的应用效果，技术已经成熟，对于相似的注水开发油田具有借鉴价值。