高壓洗井車的研制

0研發正交試驗,提高洗井效果江漢石油管理第三工廠潛江工廠自1995年開始生產注水井洗井車（以下簡稱傳統洗井車）。該車具有洗井時間短、洗井過程對注水系統、集油系統和污水系統沒有影響、無需鋪設洗井流程、機動性強等特點。在華北、勝利、大港、大慶、長慶、江蘇及江漢油田均有應用,取得了較好的洗井效果。但是,常規洗井車最大洗井壓力僅20MPa,且車上沒有降壓或調壓裝置,注水井須卸壓后才能進行洗井作業;有些井放水卸壓需很長時間,這樣不僅破壞注水狀態,而且浪費很大;有一些井由于返水大,根本無法洗井。如果用采油樹上的閥門對返水進行控制和降壓,不僅會造成采油樹閥門磨損,而且操作過程很難撐握,有時還會造成憋壓熄火;在最大洗井壓力時排量小,作業時間長,洗井效果也打折扣。對油田來說,20MPa以上注水井一般是在低滲透油藏區域,其周邊的生產油井又特別需要注水,而且高產井注水后效果更好,為了保證原油開采,需要經常清洗。為了解決這些問題,該廠于2008年4月開發研制出JHX5280TJC型高壓洗井車樣機,后又經過廠內試驗和整改,于2008年10月進入工業性試驗階段。江漢、華北、江蘇等油田的現場使用表明,JHX5280TJC型洗井車已徹底解決了常規洗井車存在的問題。1技術分析1.1除砂系統組成JHX5280TJC型高壓洗井車由二類底盤車、水箱、核桃殼過濾器、改性纖維球過濾器、高壓過濾器、斜管除油器、三缸柱塞泵、自動降壓系統、除砂旋流器等組成,如圖1所示。1.2自動降壓系統操作三缸柱塞泵從清水箱泵出的洗井液經過套管和油管的環形空間打入井中,從油管返出,經過高壓過濾器、自動降壓系統、旋流除砂器、斜管除油器、核桃殼過濾器、改性纖維球過濾器處理后,最后又回到清水箱,循環進行,油和懸浮物留在車上,洗井液越循環越干凈,直到符合要求。高壓過濾器的作用是為了保護降壓系統中的壓力調節閥不被大顆粒固體物質卡住。而為了判斷高壓過濾器是否遇堵,在該過濾器兩端設有壓力檢測裝置,并將壓力值傳送到控制臺,并在控制臺顯示該過濾器兩端的壓力差值。操作人員可以根據此值做出判斷,自動降壓系統是將從井口油管返上來的洗井液壓力降低到1MPa以下,以達到后續流程中各設備的使用要求。流程中的旋流除砂器、斜管除油器、核桃殼過濾器、纖維球過濾器、清水箱的工作原理與文獻相同。1.3缸柱塞泵性能改善JHX5280TJC型高壓洗井車洗井工作流程見圖2。該流程與文獻所述流程最大的不同之處在于,一是三缸柱塞泵性能改善(表1);二是用高壓過濾器代替籃式過濾器;三是增加了降壓系統;四是從井口返水到降壓系統入口為高壓流程。1.4最大洗井壓力與水質發動機:功率301kW,轉速1900r/min;最大洗井流量:30m3/h;最大洗井壓力:35MPa;適用介質溫度:0~60℃;處理前水質:含油質量濃度≤2000mg/L,懸浮物質量濃度≤2000mg/L;處理后水質:含油質量濃度≤8mg/L,懸浮物質量濃度≤8mg/L。1.5液壓系統及加藥系統JHX5280TJC型高壓洗井車的研制成功,解決了必須卸壓才能進行洗井作業的問題,杜絕了浪費,保證在洗井之前及洗井中地層注水狀態基本保持不變,對采油樹閥門沒有不良影響,洗井效果有保證。高壓洗井車與常規洗井車相比還有如下特點:(1)選用的底盤車發動機功率大,動力強勁,配套的三缸柱塞泵壓力高、排量大(表1),保證了洗井車能夠高壓大排量洗井,能夠滿足國內油田大多數高壓和常規注水井的需要。(2)自主開發的自動降壓系統能夠輕松地將井口返水由高壓自動降到1MPa以下,實現不卸壓洗井。降壓系統中的壓力調節閥內件采用不銹鋼,表面堆焊特殊合金,硬度高,耐磨損,抗腐蝕性能良好,延長了調節閥的使用壽命。為了保證降壓系統安全可靠,其中的壓力調節閥具有3種降壓調節方式:一是通過轉動壓力調節閥手輪實現機械調節;二是當該手輪停止在某一固定位置時,可以通過電動方式進行調節,將調節器切換至“手動”位置,通過按大(或小)按鈕,可調節壓力調節閥開度,達到調節降壓大小的目的;三是將調節器切換至“自動”位置,可根據壓力反饋信號自動進行壓降調節,保證降壓系統的出水壓力符合后續流程的要求。(3)全新開發的加藥系統一是可以同時加2種藥劑;二是可對藥劑進行計量;三是保證洗井液不會倒灌;四是該系統會自動吸入藥劑,加藥更加方便。徹底解決了老式加藥系統存在的問題。(4)罐體除了表面采用防腐措施外,還增設一道防腐措施,只有在這道防腐措施失效后,罐體才會受腐蝕,這樣可保護罐體免受早期腐蝕,大大延長了罐體使用壽命,尤其適用于高含鹽介質。(5)在動力傳動性能方面大大改善。一是在三缸泵出口設置了防倒灌水裝置,減小啟動負載,啟動平穩可靠,避免發動機憋熄火;二是啟動時傳動軸承受沖擊載荷小,避免傳動軸折斷;三是作業時發動機在經濟轉速區工作,充分發揮了發動機功率。3現場應用JHX5280TJC型高壓洗井車在江漢、華北、江蘇等油田得到了廣泛使用,效果良好。例如,華北油田京4-27井是1口油井改注井,注水壓力18MPa,用20MPa的洗井車洗井時,由于返水太大,無法洗井,用JHX5280TJC型高壓洗井車0.5d就完成了洗井作業;在江蘇、江漢油田的注水井也順利完成了洗井作業。洗井車現場應用情況見表2。從現場應用情況來看,由于存在壓力損失,三缸泵出口壓力一般要比停注后井的壓力高4MPa左右,所以停注后壓力在31MPa以下的注水井均可用該車進行洗井作業。4結論JHX5280TJC型高壓洗井車在江漢、華北、江蘇等油田的使用表明,該車徹底解決了常規洗井車不能解決的問題。(1)車上配備的注水井洗井液自動降壓系統,能夠輕松地將井口返水由高壓自動降到1MPa以下,實現不卸壓洗井,從而保證在