安全清洁生产作业配套技术推广应用

陈 瑛崔风水

（1.胜利石油管理局设备管理处，山东 东营 257001；

2.胜利油田孤岛采油厂，山东 东营 257231）

安全清洁生产作业配套技术推广应用

陈 瑛1崔风水2

（1.胜利石油管理局设备管理处，山东 东营 257001；

2.胜利油田孤岛采油厂，山东 东营 257231）

针对日常油水井试压过程中，“水泥车+罐车”试压工艺安全系数低等诸多缺点，研制应用了新型试压车。使用该装置可消除环境污染，具有简单实用、高效准确的试压功能。

试压；安全；准确；新型；自动

一、课题的提出

油田现有油水井约2.5万口，修井作业工作量2.8万口/年，试压约6.2万井次/年。根据井控管理要求，作业施工前，要对井口装置、旋塞、套管短接、防喷器、地面管汇（节流管汇、压井管汇、防砂管汇）等进行清水试压。目前，井控试压普遍采用“灌液泵+手动泵”和“水泥车+罐车”两种方式。

存在问题如下。

1.安全系数低

水泥车排量大，人工控制难以适应试压的瞬间变化，压力瞬时升高快，存在较大安全隐患。

2.运行能耗高

水泥车柱塞泵的功率和排量远远大于试压工作需求，同时要求与罐车配合，设备总功率达724kW，存在大马拉小车的现象，造成一定燃料浪费。

3.井场污染严重

一是试压管线需要多处弯头连接，工作过程中存在泄漏隐患；二是灌液过程中，为使试压空间内注满水，必须留有排气通道，试压空间被注满后人工关闭。此过程中，会有试压介质从排气通道中喷出，造成井口及周围被试压介质污染；三是试压完毕后，高压管线内液体无法回收，拆卸过程中残存的试压介质会对井场造成污染。

4.劳动强度大，工作效率低

水泥车、罐车配合施工，存在相互等待现象，人工连接管线（油管）及活动弯头超过20m，施工准备时间占整个工作时间的50%，影响作业时效。

二、安全清洁生产作业配套技术的研制

1.技术思路

针对水泥车上述缺点，可选择排量相对较小的泵，同时对试压过程进行自动控制，提高快速反应时间。

针对水泥车功率大、试压需要多车配合的问题，一是选择功率适合试压工艺需求的泵，二是对试压装备和供水装备进行组合，一台设备即可实现灌注及试压两种功能。

针对试压管线接头多、劳动强度大、介质污染等问题，可采用整条试压管线，减少接头数量，同时在管线两头设置单向阀装置，拆卸后防止试压介质泄漏。

针对灌液过程中试压介质从排气通道中喷出污染井场问题，可设计试压排气装置，杜绝试压介质流出。

针对井控管理要求数据真实可追溯性，方便第三方的监督检查，可在自动控制系统中增加打印功能。

2.主要研究内容

（1）试压泵选择

丹纳森高压水泵（HPW泵）是一种强大的功率转换装置，它把液压（油压）功率高效地转换成高压水的压力和流量。可利用现有机械设备上的液压源来提供动力，很简洁地连接于卡车液压系统中。该泵高度集成、结构紧凑、重量轻、体积小，仅需极小安装空间。同时该泵没有旋转部件，免维护时间长，有很强的高耐磨及出色的自润滑能力，极大地降低了运营成本，且工作于原有的液压系统中，仅需液压管连接。当液压动力输入小于HPW高压水泵最大输出所需功率时，HPW高压水泵就会自动调整（减小）输出功率而不会对泵本身造成损害。

技术参数：

型 号 HPW520-30-85

生产厂家 芬兰丹纳森有限公司

最大水流量 30L/min

最大水压力 52MPa

泵功率 26kW

精度 0.02FS%

速度 590次/min

水柱塞直径 φ30mm

净质量 22kg

外形尺寸 290mm×165mm×225mm

（2）液压泵选择

井口试压装置由于需要在环境较差的井场土路中运行，且负载功率不大，因此选择齿轮泵作为液压泵。

CBE系列齿轮泵壳体采用高强度铝合金材料，内部结构使用了轴向间隙浮动补偿、径向平衡、DU自润滑等多项功能先进技术，具有容积效率高、压力高、噪声低、抗震性强、寿命长等特点。目前被广泛应用在自卸汽车、装载机、挖掘机、起重机等工程机械及矿山、农机等行业。

高压水泵泵送试压介质流量与液压泵液压油流量成正比，泵送介质的压力与液压压力也是成正比关系。

技术参数：

排 量 50mL/r

额定压力 16MPa

最高压力 20MPa

最低转速 600r/min

额定转速 2 500r/min

最高转速 3 000r/min

容积效率 93%

重 量 6kg

（3）低压灌注泵选择

射流泵可充分利用高压水泵作为动力源，且构造简单、尺寸小、重量轻，无运动部件、使用寿命长，适合与HPW520-30-85组合使用。

技术参数：

生产厂家 芬兰丹纳森有限公司

型 号 MP1″—R3/8″（射流泵）

最大水流量 200L/min

最大水压力 0.6MPa

动力水流量 30L/min

动力水压力 20MPa

净质量 0.65kg

水管型号 1″

（4）全自动控制系统

将液压泵、高压水泵、低压灌注泵等进行组合，试压过程以及数据的采集、分析、计算、输出全部采用PLC控制，只需人工输入所需要的试压数据，所有变化均在显示器上数字显示。试压完毕后，试压数据自动存储，可通过USB接口将数据导出，同时数据变化以曲线的形式进行打印，形成试压报告。

（5）灌液装置和试压装置一体化

以汽车越野底盘为基础，将水罐、低压灌注泵和高压水泵集中在同一个系统中，一台设备可代替水泥车和罐车进行试压工作。

（6）开闭式快速连接技术

开闭式快速接头由接头体、单向阀阀芯、外套、钢球、弹簧和密封等组成。

（7）试压排气装置设计

将排气装置固定在井口顶部，试压介质从装置左侧进入，由于上部密封，所有试压介质全部通过排气管和装置之间的环形空间流入到装置底部。

（8）其它主要部件

①底盘

型号 东风EQ1093F

发动机功率 99kW

额定载质量（kg） 5 000

轮胎规格 9.00R20

最高车速（km/h） 80

驱动形式 4×4

该车副粱采用“U”型结构，附在罐体全长上与罐体进行组焊，使整车受力均衡，避免了罐体与副粱的结合处发生疲劳破坏的可能性，副梁采用“U”型螺栓及拉块、侧挡块等牢固地固定在底盘车大梁上，保证了罐体安装的可靠性。

②水罐

容积 3m3或10m3两种。

3.试验推广

该设备于2012年6月在孤岛采油厂作业大队（东区）进行了试运行，以较高的安全系数、较低的生产运行成本以及清洁生产等优点，获得作业前线的好评，基本实现预期目标。

第一、实现了低压灌注、试压、稳压、泄压以及报告输出的全过程自动控制，无需人工控制，操作方便、快捷，数据准确。

第二、低压灌注过程中，试压排气装置限制了试压介质的飞溅喷出，杜绝了场地污染。

第三、加压过程中，上限值稳控在设定标准，消除了压力瞬时大幅升高快的安全隐患。

第四、试压报告打印功能提高了数据的可追溯性，为监督检查提供了有效依据。

第五、试压完毕后，可有效控制高压管线内液体流出，防止对井场造成污染。

第六、试压准备工作只需要连接快速接头，试压消耗总时间由60min降低到约20min左右，效率提高60%，职工劳动强度大幅降低。

第七、试压车总功率仅110kW左右，相比水泥车和罐车配合减少600kW，试压成本大幅降低。

三、效益分析

1.经济效益

水泥车+罐车台班费用3 225元，平均工作量约为4井次/台班；修井作业专用试压车单井次费用为1 200元，平均工作量约为6井次/台班，油田年试压约6.2万井次。水泥车+罐车年试压费用4 998.8万元。专用试压车年试压费用1 240万元。年节约费用3 758.8万元。

2.社会效益

（1）实现安全清洁生产

消除超压危险，提高安全系数，保障职工安全。加压、稳压、泄压程序远程操作，防止高压水伤人，减少场地污染。提高试压数据的准确性，使井控更安全，防止井喷事故、井口泄漏等，杜绝污染。

（2）提高工作效率

试压效率提高60%，水泥车+罐车的试压工艺操作人员由3名降为1名，提高人员利用率。

（3）降低劳动强度

用高压软管和快速接头代替活动弯头，省时省力，大幅降低劳动强度。

TE9

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：1671-0711（2014）09-0054-03

2014-04-22）