自补润滑油高压光杆密封装置的研究与应用

闫敏 杨国宏 周晴阳 曹国庆

摘 要：目前机抽井现场使用的密封装置在常规生产中，需要定期更换盘根来保证井口稳定生产，不发生刺漏情况。但若是高含水井受盐水腐蚀和密封效果的影响，造成盘根和光杆之间发生干磨，盘根损坏较厉害，易造成井口刺漏，形成污染，且打扫卫生工作量较大。需要一种解决光杆与盘根直接摩擦可以自补润滑油的装置来解决井口刺漏现象。

关键词：机抽井；刺漏；光杆；盘根

1.普通光杆密封装置的局限性

目前某油田两个区块共有油井221口，其中机抽井180口，随着油藏开发的进行，油井综合含水率逐渐上升，大部分机抽井逐渐进入高含水期或特高含水期，而且高含水井在逐渐增加，2016-2018年三年间某采油厂含水高于90%的油井分别为29口、35口、38口，高含水井在生产过程中，井口盘根磨损较快，需频繁的更换盘根，不但造成抽油机停机影响生产时效，而且盘根的使用量也大幅增加，明显增加生产成本，此外高含水井井口刺漏造成污染，使得治理油污费用和工作量大幅度增加。目前某采油厂高含水井采取加密巡检、手动添加润滑油（脂）、加密更换盘根等方法来减少井口刺漏等情况的发生，但平均每天仍需要更换一次盘根，每次更换盘根3个，每次更换盘根需关井20分钟，若发生刺漏，需治理井口污染需要2人1天完成治理工作，增加工作量的同时，也浪费了人力物力。

2.自补润滑油高压光杆密封装置的研究与应用

2.1研究目的

现有的井口密封装置主要是依靠在密封器中加装盘根进行密封，在光杆和盘根形成密封，但是光杆在上下运行过程中盘根存在磨损情况，若井口不出液或者出液含水较高时，盘根磨损比较严重，经常造成井口刺漏。

光杆密封器盘根频繁損坏造成井口刺漏的根本原因是油井三高（高含硫化氢、高矿化度、高稠），光杆表面无法形成油膜从而没有良好的润滑，光杆与盘根直接摩擦导致盘根快速磨损，从而引起井口刺漏，需要一种装置可以强制润滑脂直接附着于光杆表面形成油膜，人为制造一个良好的润滑环境，最大限度的减少盘根磨损，减少盘根的更换，避免井口出现刺漏现象。为提高盘根的使用寿命，减少开支，设计一种结构简单，制造成本低，安装方便，又能向光杆添加润滑油的装置。

2.2技术原理

自补润滑油高压光杆密封装置是通过弹簧推动柱塞，柱塞推动黄油腔体内的黄油，持续润滑光杆，降低光杆与盘根间磨损，延长盘根寿命。该装置基于弹簧产生的压力作用于活塞端面推动活塞前行，使润滑脂紧紧贴附于光杆表面。考虑井口压力及润滑油可能存在的漏失的因素，采用活塞与黄油腔体内壁环面密封，装置上、下端面利用密封器盘根与光杆以及上下端面挤压密封。形成一个完整密闭的空间，强制润滑光杆。彻底改变了以前所有光杆密封器的润滑方式。从而达到不降低原有光杆密封器压力等级的目的，同时也避免了润滑脂的漏失。

2.3装置简图

3.经济效益评价

3.1设备单价

该装置结构简单，制造成本低，加工方便，易于安装，不改变原有流程设计，不改变原有井口设备设施的设计参数，改造成本仅需0.04万元/套。

3.2经济效益测算

投入费用：自补润滑油高压光杆密封装置价格0.04万元/个，装置折旧按5年计算，装置年投入0.008万元/井次，按照年高含水机抽井57井次计算，投入成本2.74万元；

降低成本总额：①按照平均半月更换盘根一次，每口井平均每月减少更换盘根84个，每月每口井平均减少停机时间9.3h，平均每周2口井刺漏，每月刺漏清理井口卫生需要16人1天的工作量，按照目前某采油厂高含水机抽井57口计算，平均每月减少更换盘根4788个，每口高含水井按照3吨/天产量计算，每月减少产量损失66.3吨。综上，年降低成本12个月*（4788个*10元/个+66.3吨*1757元/吨）=197.24万元。

净效益：合计全厂年度净效益增加194.50万元。

4.现场应用效果

该装置于设计成功后在某油田某区块4口油井实验评价至今，未发生盘根刺漏现象。

该装置成功地解决了光杆与盘根直接摩擦导致盘根快速磨损，从而引起井口刺漏现象，使用后盘根更换的周期由原来10天/次，一次延长至53天/次，安全可靠，大大节约了维护工作量，适用性强，经济效益可观，可在机抽井进行推广应用，应用前景十分可观。

参考文献：

[1]刘俊，张衡.超深井泵杆配套技术研究与应用[J]：设备管理与维修，2019（02）.

[2]田亚芳.抽油井光杆腐蚀研究及防腐措施[J].化工管理，2019（06）.

[3]蒙永立.FZDR56-21型多功能抽油光杆密封器研制[J].石油矿场机械.2015（11）

[4]李斌，沈桓宇，朱兆亮，李强，陈海涛.水平井投球滑套密封结构研究[J]. 石油机械.2015（07）

[5]张学木，张怀亭，赵德林.游梁式抽油机井口盘根旋进器的研制与应用[J]. 石油矿场机械.2007（03）

[6]陈景世，张瑞波，孟向军，陈颖，刘玉峰，商婧.一种新型抽油井口光杆密封器的研制[J].石油机械.2005（01）