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YLC70环保型酸化压裂车改造

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YLC70 环保 酸化 压裂车 改造
资源描述:
· 技 改 与 管 理 ·收 稿 日 期 :2007205228作 者 简 介 :翟 惠 宁 (19702) ,女 ,河 北 承 德 人 ,高 级 工 程 师 ,主 要 研 究 方 向 为 石 油 机 械 , 章 编 号 : 100123482 (2007) 1020090203 保 型 酸 化 压 裂 车 改 造翟 惠 宁 ,吕 茂 岩 ,刘 文 涛 ,孟 宪 克 ,陈 玲 霞(胜 利 油 田 胜 利 动 力 机 械 有 限 公 司 ,山 东 东 营 257077)摘 要 :为 保 证 污 水 回 收 系 统 作 业 污 水 不 落 地 ,达 到 井 场 环 保 要 求 ,设 计 了 压 裂 车 污 水 回 收 系 统 。 泵头 三 通 改 造 实 现 了 管 汇 清 污 ,解 决 了 压 裂 车 的 现 场 排 污 问 题 ,可 实 现 环 保 作 业 ,消 除 安 全 隐 患 。 该系 统 的 推 广 为 特 车 环 保 改 造 搭 建 了 新 的 技 术 平 台 ,具 有 广 阔 的 推 广 应 用 前 景 。关 键 词 : 酸 化 压 裂 车 ;防 砂 ;排 污 ;回 收 ;环 保中 图 分 类 号 : 2       文 献 标 识 码 : L B L M N S o. , L t d. , S il f d , 57077 , A of f is to of t to t he t he s. of p t in at t t he in t in of t a p ,我 国 石 油 工 业 面 临 的 形 势 是 新 区 勘 探 开发 困 难 ,老 区 增 产 挖 潜 还 要 做 大 量 的 工 作 ,常 规 井 网加 密 已 经 效 果 不 大 ,油 井 增 产 成 为 提 高 油 井 产 量 的重 要 手 段 [1 ] 。 胜 利 石 油 管 理 局 北 部 油 区 (河 口 、 桩西 、 孤 岛 、 孤 东 )地 处 疏 松 砂 岩 油 藏 ,油 井 出 水 、 出 砂情 况 严 重 [2 ] ,储 油 层 出 砂 和 砂 卡 管 柱 频 繁 发 生 ,严 重时 甚 至 造 成 油 井 死 井 ,严 重 制 约 了 北 部 油 田 的 开 发 。解 决 储 油 层 出 砂 和 砂 卡 最 有 效 的 办 法 就 是 防 砂 、 堵水 作 业 [3 ] , 70 型 酸 化 压 裂 车 是 实 现 防 砂 作 业 的主 要 设 备 ,但 近 年 来 环 保 作 业 对 设 备 提 出 了 新 的 要求 ,设 备 存 在 的 问 题 极 大 地 影 响 了 作 业 效 率 [4 ] 。1   设 备 存 在 的 问 题1. 1   无 污 水 回 收 系 统随 着 油 井 作 业 的 规 范 ,环 保 问 题 已 愈 来 愈 受 到各 方 面 的 重 视 ,环 保 作 业 已 成 为 一 项 重 要 的 考 核 指标 ,现 场 严 禁 排 放 污 水 ,污 染 井 场 ,设 备 必 须 配 置 污水 回 收 系 统 [5 ] ,将 污 水 回 收 到 指 定 地 点 。 压 裂 车 作业 时 ,泵 吸 入 管 汇 及 泵 头 处 易 形 成 沉 砂 堵 塞 ,吸 入 管必 须 时 常 疏 通 排 污 ;泵 作 业 完 毕 后 ,需 进 行 泵 组 清洗 ,经 泵 的 清 洗 液 注 入 井 中 ,而 存 留 在 吸 入 管 汇 死 端的 污 水 ,需 排 出 管 汇 。 由 于 现 有 设 备 没 有 污 水 回 收装 置 ,通 常 将 污 水 直 接 排 放 在 作 业 现 场 ,造 成 作 业 现2007 年 第 36 卷                             石 油 矿 场 机 械第 10 期 第 90 页                                           2007 ,36( 10) :90~ 92  场 环 境 污 染 严 重 ,不 符 合 环 保 作 业 的 要 求 ,每 年 的 设备 排 污 费 高 达 百 余 万 元 ,严 重 影 响 了 企 业 的 经 营 效益 ,排 污 问 题 亟 待 解 决 。1. 2   安 全 阀 和 压 力 表 连 接 处 易 堵 塞泵 头 高 压 三 通 连 接 安 全 阀 和 压 力 表 ,是 高 压 管 汇的 死 端 ,没 有 清 污 口 易 堵 塞 ,一 旦 堵 塞 后 ,沉 砂 、 污 物无 法 清 除 ,会 造 成 压 力 表 指 示 不 准 确 、 安 全 阀 工 作 不可 靠 ,泵 憋 压 时 安 全 阀 打 不 开 ,带 来 严 重 的 安 全 隐 患 。2   改 造 方 案 [6 ]2. 1   污 水 回 收 装 置a)   用 途   回 收 作 业 过 程 中 的 携 砂 液 及 作 业 后吸 入 管 线 的 冲 洗 液 ,及 时 清 空 污 水 箱 内 的 污 水 及沉 砂 。b)   措 施   改 造 现 有 管 线 ,形 成 回 流 回 路 ,改 造前 、 后 污 水 回 收 装 置 如 图 1。a   原 吸 入 管 汇b   改 造 后 吸 入 管 汇图 1   改 造 前 后 污 水 回 收 装 置2. 2   排 污 系 统排 污 系 统 如 图 2 ,由 变 速 箱 取 力 ,带 动 液 压 油 泵泵 出 液 压 油 ,液 压 油 经 2 路 阀 ,一 路 控 制 污 水 箱 的 翻转 ,以 便 清 砂 ;一 路 控 制 液 压 马 达 驱 动 污 水 泵 ,实 现污 水 箱 污 水 排 空 。2. 3   系 统 计 算2. 3. 1   已 知 条 件a)   根 据 70 型 酸 化 压 裂 车 现 有 空 间 ,设 计了 容 量 为 015 可 翻 转 污 水 箱 。1 — 污 水 箱 ;2 — 污 水 池 ;3 — 污 水 泵 ;4 — 液 压 马 达 ;5 — 翻 转 液 压 缸 ;6 — 液 压 阀 ;7 — 液 压 油 泵 ;8 — 过 滤 器 ;9 — 液 压 油 箱图 2   污 水 回 收 系 统 液 压 原 理b)   为 了 快 速 将 污 水 箱 内 的 污 水 排 空 ,选 用 12 吸 污 水 泵 ,3 即 可 排 空 污 水 箱 内 的 污水 ,其 性 能 参 数 为 :流 量 12 h ,扬 程 20 m ,转 速2 900 r/ 电 机 功 率 2. 2 . 3. 2   计 算a)   污 水 泵 输 入 扭 矩 已 知 212 2 900 r/ 根 据 2π w ,则 212 × 103 × 602 900 × 2 × 3114 = 7125 N · 算 可 知 ,污 水 泵 驱 动 功 率 很 小 ,所 需 转 矩 也很 小 ,选 用 小 排 量 的 高 速 马 达 即 可 。b)   马 达 的 确 定   选 用 排 量 V w = 10 r ,额定 转 速 2 500 r/ 额 定 压 力 16 达 作 为 污 水 泵 驱 动 马 达 ,则N M = M 2 50060 × 10 × 10 - 6 × 16 × 10 - 6 =6. 6 2. 2 N 616 × 103 × 602 500 × 2 × 3114 =25. 2 N · m > 7125 N · 算 可 知 ,选 用 马 达 驱 动 力 足 够 。c)   油 泵 的 确 定   已 知 取 力 口 输 出 转 速 为1 600 r/ 最 大 输 出 功 率 为 22 根 据 η V M · V B · η 则V B = V M · η 10 × 2 5001 600 × 0185 = 1814 算 可 知 ,应 选 用 排 量 为 20 额 定 压 力·19·  第 36 卷   第 10 期                         翟 惠 宁 : 保 型 酸 化 压 裂 车 改 造16 泵 (2,则 20 × 2 500 × 10- 660 × 16 × 106= 13. 3 器 功 率 N Q≈ 25 即 能 满 足 泵 的 使 用 要求 。d)   翻 转 液 压 缸   选 用 南 京 液 压 件 厂 生 产 的<63 200 程 液 压 缸 ,V G =π L = 3. 14 × (632 ) × 200 = 623 转 时 间 为t = 2V η B= 2 × 62320 × 1 600 ÷ 60 = 2. 33 4   安 全 阀 和 压 力 表将 泵 头 处 高 压 三 通 改 为 高 压 四 通 ,多 出 的 一 路作 为 排 污 口 连 接 排 污 管 ,便 于 清 污 ,如 图 3。a   改 造 前1 — 三 缸 泵 ;2 — 压 力 表 ;3 — 高 压 三 通 ;4 — 安 全 阀 ;5 — 泵 头b   改 造 后1 — 三 缸 泵 ;2 — 压 力 表 ;3 — 高 压 四 通 ;4 — 排 污 口 ;5 — 安 全 阀 ;6 — 泵 头图 3   改 造 前 后 安 装 示 意3   结 论2006210212 , 70 型 酸 化 压 裂 车 改 造 完 成 后 ,至 今 已 上 井 57 井 次 ,污 水 回 收 系 统 保 证 了 作 业 污 水不 落 地 ,达 到 井 场 环 保 要 求 ;泵 头 三 通 改 造 实 现 了 管汇 清 污 ,消 除 了 安 全 隐 患 。 改 造 后 的 设 备 功 能 更 加完 善 ,工 作 效 率 明 显 提 高 。 至 2007205 ,已 完 成 8 台70 型 酸 化 压 裂 车 的 改 造 ,目 前 该 项 目 已 申 报 了国 家 实 用 新 型 专 利 ,专 利 申 请 号 为 L 酸 化 压 裂 车 排 污 系 统 的 设 计 改 造 ,规范 了 井 场 环 保 作 业 ,提 高 了 作 业 质 量 。 该 系 统 的 推广 应 用 ,每 年 可 节 约 设 备 排 污 费 百 万 元 左 右 ,为 特 种车 的 环 保 改 造 搭 建 了 新 的 技 术 平 台 。参 考 文 献 :[1 ]   谢 桂 学 . 周 边 脱 砂 压 裂 技 术 研 究 [ D ]. 南 充 :西 南 石 油学 院 ,2001.[2 ]   谢 桂 学 . 压 裂 防 砂 技 术 在 胜 利 油 田 的 研 究 和 应 用 [J ] 勘 探 与 开 发 ,2002 ,29 (3) :992102.[3 ]   万 仁 溥 ,罗 英 俊 . 采 油 技 术 手 册 (第 7 分 册 ) :防 砂 技 术[ K]. 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,1991.[4 ]   靳 保 军 . 提 高 低 渗 油 田 裂 缝 导 流 能 力 系 统 试 验 研 究 报告 [ R] :胜 利 石 油 管 理 局 ,1999.[5 ]   万 里 平 . 井 下 作 业 污 水 固 化 处 理 及 对 环 境 的 影 响 分 析[J ]. 石 油 矿 场 机 械 ,2004 ,33 (4) :49252.[6 ]   刘 海 平 . 压 裂 仪 表 车 的 可 靠 性 探 讨 [J ]. 石 油 矿 场 机械 ,2007 ,36 (3) : 羽 状 水 平 井 增 加 迅 速山 西 煤 层 气 田 已 有 6 口 羽 状 水 平 井 成 功 完 钻 ,单 井 水 平 分 支 达 到 10~ 13 支 ,目 前 攀 平 1 - 1 羽 状水 平 井 正 顺 利 钻 进 。 特 别 是 油 气 藏 开 发 中 的 羽 状 水平 井 正 在 迅 速 增 多 ,冀 东 油 田 已 拥 有 高 10425等 多 口 羽 状 水 平 井 ;克 拉 玛 依 油 田 b 状 水平 井 在 百 重 7 井 区 内 成 功 完 钻 ;中 石 化 大 牛 气 田 的首 口 羽 状 水 平 井 — — — 顺 利 开 钻 ;胜 利 油 田 的 支 状 水 平 井 顺 利 完 钻 ,获 得 原 油 产量 100 t/ d ,为 邻 近 油 井 的 313 倍 ,经 济 效 益 显 著 ,改变 了 水 平 井 压 裂 投 产 技 术 的 单 一 性 。 2007 年 国 内的 煤 层 气 田 和 油 气 田 中 的 羽 状 水 平 井 数 量 将 以 超 常规 的 速 度 增 加 。(吴 月 先 )·29· 石 油 矿 场 机 械                                 2007 年 10 月  
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