高压注水表自动清洗装置的应用

2018-11-01强铁山大庆油田有限责任公司第三采油厂

石油石化节能 2018年8期

强铁山（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

1 高压注水表的应用及检定

在油田生产流程中，注水是作为保持地层压力，实现油田高产稳产，改善油田开发效果，保证产量的主要手段，因此，对注入量的把控十分关键[1]。高压注水表作为油田主要高压注水管线上的流量计量仪表，能否直观准确地反应注入量是非常重要的[2]。由于油田注水为回注水，水质中常含有微小的油垢、水垢、杂质及细菌。高压注水表长期对回注水进行计量，水表内部普遍存在结垢、死油、杂物堆积等污染现象。

为保证高压注水的准确性和可靠性，各采油厂均会定期依据中华人民共和国《国家计量检定规程JJG-162—2007高压注水表检定规程》，对正在使用的高压注水表进行检定，通常的检定周期为半年[3]。在高压注水表的检定工作中，通过对检定不合格的故障表进行分析，可将故障原因分为以下几类：

◇表头损坏，主要原因为传动齿轮磨损导致水表无法计量；

◇基层送检水表前，未对水表内部进行清理，导致表体内积攒大量油垢，暂时无法正常计量；

◇叶轮损坏，造成无法修复故障[4]；

◇磁钢退磁，或叶轮盒磁钢与隔板下空腔内有死油及无法清理的杂物导致水表误差过大[5]；

◇叶轮结垢造成误差，此项问题具有普遍性，多数高压注水表均存在不同程度的结垢情况。

对以上故障原因分析后发现：结垢、油污污染、水表内部清理不到位占水表故障原因的80%以上；因此，在检定前清理高压注水表是提高检定合格率的重要措施。针对高压注水表内部结构复杂、拆装难度大等实际情况，研制了高压注水表自动清洗装置。

2 自动清洗装置的结构及工作原理

高压注水表清洗装置由清洗桶、支架、加热器、叶轮、控制器等组成。

在注水表检定前，将沾有污染物的水表安装在清洗桶内的水表支架上，在清洗桶内加入定量的清水和洗涤剂，通过控制器对清洗水温及清洗时间进行设定后，即可开机对高压注水表进行清洗；水温预热达设定值时，电动机开始旋转清洗水表。该装置的结构见图1。

自动清洗装置主要利用轴流冲击原理对被污染水表进行清洗。电动机启动后，利用电动机带动叶轮高速旋转产生推力提升水位，可将清洗桶下方的水推至上方；同时水流随叶轮旋转产生强大的冲击力，可以瞬间将水表内油污、水垢从附着面剥离，从而达到清洁目的。叶轮启动前，加热器能够提前将清水及清洗剂进行加热，以此来加速溶解水表中的油污等杂质；利用控制器可以调节叶轮的转速及转动时间，利用不同的水流冲击力可以同时达到针对表内不同部位、不同污染物的清洁目的[6]。大大降低了工人手动清理高压注水表的工作强度，减少了因为人为操作失误导致的水表报废率。该装置控制器可以对清洗时间、温度、强度进行精准控制，针对不同型号、不同污染程度的注水表采取不同的针对性的清洗方式，可以采取分季节、分区块的清洗模式，以最少的水电能耗将被污染压力表清洗到合格标准，达到更为节能的目的。

图1 高压注水表自动清洗装置结构

3 应用效果

高压注水表自动清洗装置目前已在采油一厂应用了45套。自应用以来共清洗送检水表超过30 000块，已使1500余块污染严重并无法正常工作的注水表通过清洗后达到了检定指标，使检定合格率上升至少5个百分点。定期地对高压注水表进行清洗也可延长其使用寿命。扣除该装置的生产成本及能耗成本外，仅减少购进新压力表一项就节约成本70余万元。

高压水表属于精密设备，长时间使用污垢会附着在传动叶轮部位，使叶轮测量机、调节机构、磁力传动机构转动出现误差，增加叶轮负荷，磁钢磁力减弱。因为污垢中含有铁削等杂质，致使中心磁钢齿轮、减速齿轮的载荷增大，计量准确度等级下降；注水量增多而没有得到计量，进而造成注水量的浪费，增加了油田开采成本。一般水表清理不彻底或不清洗测量准确度将下降一级，多增加的注水量没有得到计量，造成的后果是油井含水上升，注入压力升高，易造成套损。转油站处理量增大，增加耗能。

某采油队共有注水井104口，日配注水量为9680 m3/d，目前注水波动范围在10%～15%左右。以注水量波动误差10%为例，假如该采油队每日968 m3水没有得到计量，每注1 m3水的成本约2.5元，则968 m3水的成本约为2420元；按104口井每日平均可节约2420元计算，年可节约成本88.33万元。