可调式掺水阀研制与应用

刘莉 刘洪伟 刘洪滨

摘要：阐述了可调式掺水阀的结构原理及安装方式，根据实际生产需要，可调式掺水阀按照安装位置的不同分为井口可调式掺水阀和计量间可调式掺水阀。分析了安装可调式掺水阀后的节能效果。结果表明，采用可调式掺水新工艺，可以达到对单井及计量间掺水流量的有效控制，从而更加准确、合理地分配油井掺水流量，从而有效地降低总掺水量，提高掺水压力，达到节能降耗的目的，在油田的应用前景广阔。

关键词：可调式；掺水阀；节能；降耗；提效

现在无论在井口还是在计量间，都是用阀门来调控掺水量的，单井掺水用量不好掌握。一方面，因员工频繁地调整阀门开关的大小，增加了工作劳动强度，增大了工作量；另一方面，由于调整阀门的开关大小没有一个直观量的标准，只能凭经验去操作，因此常出现掺水量控制不好发生冬季冻井事故。为此，采用可调式掺水新工艺可有效解决上述问题，有效防止管线结蜡。

1、可调式掺水阀的结构及工作原理

结构：主要由阀体、进水部分、出水部分、水嘴、调整水量丝堵、单流活塞组成。如图一所示：

防止出水部分堵塞加工技术要求：采用珩磨加工方式，珩磨钢件时为0.005㎜-0.08㎜，要求高精度，达到珩磨表面耐磨损。

工作原理：来水从进水部分进来把单流活塞顶开，水从出水孔排出，达到控制掺水目的。当掺水压力较低时液体单流活塞顶回来关闭出水孔，达到单流阀目的。该阀原理是采用四个出水孔，每个孔的水嘴直径不一样，孔的直径是递增，需要大时可以打开2-3个孔的丝堵，即可增加流量，也能防止堵塞出水孔，可以精准确定掺水量；阀座内下方安装水嘴，上方是调整丝堵，通过调整丝堵控制掺水量的大小来实现单井固定掺水量，最终降低了单井采油成本，保证了采油井的正常运行。采油井可调式掺水阀不但可以精准确定掺水量、节能降耗、同时降低员工劳动强度。

适用范围：油井，该掺水阀具有计量、限量掺水量、单流、防冻、防堵、防盗功能。该阀适用于油田各种机械生产油井，掺水量可在水咀1.2mm-10.2mm之间根据产量任意调节，需要冲洗管线时水量可放到最大。调节流量的开关操作简便，具有流体流动性能好、杜绝阀孔堵塞的特点。

流量计算：现在固定掺水量，掺水量节省30%左右。

体积流量、平均流速、流体质量、通过面积等的关系式：

qv=△v /△t=Ua（流量测量技术及仪表）

qm=△m/△t=ρuA

式中qv——体积流量，m^/S、μ——流速，A ——面积，m^2 m ——流体质量，ρ——流体的密度，Kg/m^3；t ——时间，V——流体体积

原来控制掺水量随意性较大，掺水量较大达不到节能效果。

2、工艺安装

可调式掺水阀按照其安装位置的不同可分为两种，安装在井口的可调式掺水阀称为井口可调式掺水阀，如圖四。安装在计量间的可调式掺水阀称为计量间可调式掺水阀。

3、效果分析

安装可调式掺水阀后，转油站的总掺水量减少，耗电量大幅下降，单井平均掺水温度由原来的40℃，下降到36℃。有效地解决了因原掺水工艺造成的井口回压高和出油管线堵塞问题。以一座转油站为例，掺水泵平均压力为1.8Mpa，装前平均总掺水量1180m3/d，装后平均掺水量906 m3/d，节省掺水百分率在24%。

4、经济效益

1）、可以实现掺水温度的准确控制，保持掺水温度平稳运行，减少掺水流量过大而导致的浪费，同时减少采油工的劳动强度。目前已在一个采油队80口井上应用试验，整个采油队全部使用，转油站可以停一台掺水泵，掺水泵扬程为200m，流量为50 m3/h，效率为2.72，考虑实际运行情况，泵的效率取78%，采用可调式掺水阀掺水新工艺后按照节约掺水量26%计算，整座转油站全年节约电量17.28×104KW.h，预计年节约17万元。

2）、可以减少掺水管线和出油管线管道凝堵事故的发生，给操作管理和安全生产带来很大的方便，社会效益明显。

5、结 论

1）可调式掺水阀的使用，使井口回压稳定，避免出油管线凝堵事故的发生。

2）可调式掺水阀成本低，现场安装和操作维护方便，大幅度降低工人的操作维护劳动强度，具有较长预期使用寿命。有显著的社会效益，在油田生产中大面积使用前景广阔。

作者简介：刘莉，采油高级技师，从事采油设备维修、故障诊断、采油安全等工作。

刘洪伟，集输技师，从事集输设备维修、故障诊断等工作。

刘洪滨，采油技师，从事采油设备维修、故障诊断、采油安全等工作。

（作者单位：1.黑龙江省大庆油田有限责任公司

第一采油厂第二油矿205队；

2.黑龙江省大庆油田有限责任公司

第一采油厂第二油矿北二联合站；

3.大庆油田有限责任公司第十采油厂第五油矿一工区）