关于洗井车的技术探讨及改进

2014-07-08许刚祁小伟

机械工程师 2014年9期

许刚，祁小伟

（1.江苏油田分公司试采一厂，江苏扬州 225265；2.南阳二机石油装备（集团）有限公司，河南南阳 473006）

0 引言

油井注水井需要通过洗井设备来过滤井筒水内的机杂（泥砂及沉淀物）及含油，保证注水量和注水压力的稳定，提高地层渗透率和维持地层压力来达到增产稳产，因此注水井洗井设备对于油田的稳定和高效生产具有十分重要的意义。

近年来，国内不断开发出多种洗井设备，因洗井车在使用中有移运方便、洗井液不外排等特点，特别对楼区内的注水井、边远区块注水井、新开发区块注水井以及未建洗井液回收系统区块的注水井洗井作业具有其他设备不可比拟的优越性,在洗井设备中的的占比越来越大。随着环保要求和操作安全性的提高，以及对新技术的应用，对洗井设备提出更高的要求，通过对洗井设备十几年的使用，笔者对洗井车提出了一些改进方案。

1 整车结构的优化

洗井车由于洗井过程中洗井液不外排，在环保方面是一大优点，但洗井的污水处理后存于车内罐体中，污水重量约8～10 t 左右，加上车辆自重，这就造成整车总重达40 t 左右，底盘选型车桥至少为四轴，整车重量大，外形尺寸长，转弯半径大，经过农田道路及桥梁时，道路转弯多，桥梁承载有限等原因，移动不便。

针对这一清况，可用双车组合结构，一车为高压动力车，一车为低压循环处理车，双车采用管线连接组合作业，重量双车分担，单车总重可控制在25 t 以下，底盘三轴或二轴车即可。但这一结构在实际运行中有投资大、运行费用高、井场面积大等缺点，这种结构适用地域性强，尤其适合江苏油田、河南油田等在田间地头的注水井作业。

对于单车结构，需在洗井作业排量大小和作业运行时间进行综合考虑，降低作业排量，整车重量可降下来，选用三轴或二轴车，但单井作业时间延长；若不降排量，仍选用三轴车或二轴车，需水罐车配合作业，作业后污水排入水罐车，增加作业成本。

2 洗井泵的选用

在实际使用中，洗井车洗井泵的选用有2 种：一种多级离心泵，一种柱塞泵。多级离心泵作业安全性高，排出遇阻时，通过泵内自循环，短时间可憋压运行，不会造成危险，但缺点是泵效低，只有35%～40%,功率利用率低，压力在18 MPa 以下经济性尚可，再高则不适合车载使用；柱塞泵多选用三缸柱塞泵，泵效高，动力利用率高，泵压力高，适用性大，35 MPa 可适用国内90%以上的注水井洗井作业，柱塞泵排出遇阻时，安全阀失效不能及时卸荷，则会造成危险，管线爆裂伤人，因此在选用柱塞泵时，安全性是最重要的。经过与主机厂的联合开发，在洗井车采用新技术，在安全保护上形成多级保证，一为柱塞泵常用的机械剪切销式安全阀；二为扭矩过载防护，在过载瞬间通过扭矩限制器将动力切断，消除过载后，将扭矩限制器复位；三为压力电子防护，当洗井液进口超压时实现电子报警、发动机熄火和机械式切断动力，避免井口压力高于泵压，泵出液无法回注井口。

3 新技术的应用

洗井作业时，需将井内高压返出液通过阀门降压后导入水处理循环系统，净化处理后，由洗井泵高压回注井内。井口高压连接管汇设在车尾部，通常阀门的控制也在车尾部，从安全性上考虑，应让操作人员远离高压区域进行操作，为此应采用新技术，在保证技术先进的基础上，确保各系统工作稳定可靠。增加高压自动调节阀，利用阀出口的压力传感器反馈信号，通过调节仪控制阀口的开度自动调节出口压力，保证出口压力值的稳定，实现压力的自动调节；同时增设旁通双路控制管路，实现自动操作，出现故障可切换手动控制，来确保自动调节阀出现故障情况下，能安全完成洗井工作。

通过在高压管路上增加高压过滤器，过滤井下大块砂石和其它杂物，保护泵阀，在高压过滤器前后设置传感器对压力、流量波动进行监测，避免遇堵，造成洗井进出水流量不平衡。如图1 所示。

图1 流程示意图

增加视频监控系统，减少操作者现场查看，对高压区域及台上动力设备设施监控，视频能够进行存储，出现问题后可为调查分析提供依据。设燃油监视系统，对油箱油量进行监控，并具有信号远传功能，便于油品耗用管理和防盗监控，配备数据采集系统，主要采集进出口压力、排量、台上设备压力、液位等，能够储存和打印数据。

4 罐体的防护

为提高设备的抗腐蚀能力，对罐体内部采用防腐的纳米粉末喷涂或采用316L 不锈钢结构；对无条件实施喷涂的容器、管路、管件一律采用不锈钢材料；可延长设备的使用寿命；为提高设备对低温环境温度的适应性，设备罐体和管路易冻部位采用聚氨脂发泡的保温方法进行保温；防止寒冷地区冬季气温低,罐体及管线内存水结冰造成冻裂。