机井带压防爆防倒流智能加药装置

程少春

一.1. 目前井筒加药的现状：

抽油机井井筒加药在井口带压下操作是用人工的方法通过安装在井口上的简易加药包将药剂加入井筒内。程序是先将加药包的下闸阀关闭，打开上闸阀。将药剂加入加药包后关闭上闸阀，打开下闸阀让药剂自己流入井筒之内。其缺点是：①每次加药的计量不准确；②井口带压操作具有安全隐患；③只有在每次加药期间管柱内的原油和蜡质能得到药剂的稀释。其它时间仍然得不到解决。④加药包的加药口较小没有呼气孔，加药时药剂易被喷出的气体带出来（药剂是易燃易爆品，具有腐蚀性），费力、费时，不方便、不安全、不卫生，不环保,这种加药方法不能满足顺利将原油采出地面顺利输往目的地的要求。

a. 井筒加药周期是人为决定的，不准确，不科学。

b.井筒内有压力，人工井口加药不安全。

c. 加药计量和剂量不准确。

d.          油管和套管环形空间尺寸小，油管节箍处的尺寸更小，为17.6mm如图一所示。加药周期长，每加一次大部分药剂吸附和停留在管壁上没有落入井底。如图二所示。

套管外径Φ139.7

油管外径Φ124.26

节箍外径Φ124.26

环形空间25.8

节箍处环形空间17.63

套管内径Φ124.26

图一

e.周期性加药，即使所加药物全部落入井底也是局部和一次性。环形空间内很有限的原油被稀释后很快被采集上来，剩余时间内井底和井筒里的原油在下一次加药之前仍然是粘稠状和膏状的，仍然会吸附在井筒内壁上影响原油生产和输出。

如图三所示：

图二

图三

图一

2.抽油机井井筒加药的目的：

由于地层中的原油含有多种复杂的有机物质，被举升到地面时，由于受温度变化的影响粘稠度增加而吸附在油管内壁上阻碍原油流动，严重时堵塞油管直接影响原油生产和原油输出。为了解决这一问题，利用或研究一种井筒自动加药装置，通过与油套管环形空间的沟通，规律性的和全天候的为油套管环形空间按要求（所需剂量）添加药剂，使原油始终保持稀释状态被采出并顺利输往目的地。

3.井筒加药后的优点：

a.降低原油粘稠度，达到将原油采出地面顺利输往目的地。

b.大大延长检泵周期，节约了油井检修费用，延长了原油采收率。

c.降低了油管及输油管道的堵塞率，减少了管线解堵的次数。

4.研究内容

研究自动加药装置的规律性、添加药剂剂量的准确性，整体装置的防盗性和防破坏性，全套流程与油套管环形空间平衡压力的构成。

药剂稀释后无凝固，加药过程中无滞留情况，选择合理的控制系统，确保井筒自动加药系统的正常运行。

A、机械式井口自动加药装置

利用光杆规律性往复运动的特点，以单流柱塞泵机械式、规律性、计量性注入方式为油井加药。如图四、图五所示。

机械式单流柱塞泵

图四

图五

胶水实验证明：（粘度远远大于清蜡剂）

实验用剂：普通胶水

①.单次加药 药剂完全被挂在管壁上。如图六。

②.连续加药 药剂完全可以落入井底，理论证明可以达到为井底全天候规律性均匀加药的设计要求。图七、图八。

胶水黏度大于药剂黏度

单次加药，不会落入井底

图六

连续加药，药剂落入井底

图七

图八

B.机井带压防爆防倒流智能加药装置：

抽油井智能防爆防倒流加药装置，其特征是：它包括加药桶、高压防爆柱塞泵、防倒流凡尔、防爆电动闸阀、智能调频集成块、遥控器。具有防爆和防药剂倒流作用，达到井筒密闭带压下自动按要求加药的目的，克服了上述油田端点加药的不足，解除了人工在井口带压加药时的安全隐患；全天候加药，使井筒管柱内的原油和蜡质时时处在被稀释状态下。此方法疏通井筒和管网，克服了频繁修井、管线解堵、扫线和热洗清蜡等特种作业及其作业时带来的弊端，大大降低了特种作业费用，为原油正常生产带来保证。从结构、原理上操作更简便、更安全、更环保，使油井管理更加人本化、智能化、标准化、正规化。

抽油机井井口智能加药装置的特点：

抽油井智能防爆防倒流加药装置，是克服油田端点加药中存在的不足；解决了人工在井口带压加药时繁琐并存在有安全隐患的问题；改变了单次加药，井筒管柱内的原油和蜡质只能暂时得到稀释的状况。尤其智能系统全天候加药，使井筒管柱内的原油和蜡质时时处在被药剂稀释状态下，达到井筒密闭带压的情况下自动按要求加药的目的从结构、原理上操作更简便、更安全。大大降低了特种作业费用，为原油正常生产带来保证。

1、抽油井智能防爆防倒流加药装置，其特征是：它包括加药桶、高压防爆柱塞泵、防倒流凡尔、防爆电动闸阀、智能调频集成块、遥控器。

2、药箱底部设计的高压防爆柱塞泵、防倒流凡尔、防爆电动闸阀、自动调频遥控装置，达到井筒密闭带压的情况下自动按要求加药的目的。

3、该系统防爆等级：dIBTII-4。高压防爆柱塞泵、防爆电动闸阀的防爆功能有效隔绝了井口易燃易爆气体，达到自动加药时的防爆作用。

4、防倒流凡尔、防爆电动闸阀使井筒密闭带压加药时，药剂只能进不能倒流并且隔绝井筒压力使加药桶内无压力，达到了给药箱添加药剂时的安全(常压)操作。

5、智能系统全天候加药，使井筒管柱内的原油和蜡质时时处在被药剂稀释状态下，达到井筒密闭带压的情况下自动按要求加药的目的。

6、控制系统：

a、具有过载保护系统。

b、智能系统（设定自动计量、自动加药）。如图九所示。

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图九

图九、图十抽油井智能防爆防倒流带压加药装置。其中：

1、油井井口；2、自动加药装置；3、加药桶；4、刻度显示；5、隔板；6、防爆电磁阀；7、防爆柱塞泵；8、遥控接收窗；9、智能控制集成块；10、连接电源线；11、出口；12进口；13、加药孔；14、排气孔；15、单流阀。

具体实施方式：

方式1、通过如下方式实现密闭井筒带压下按规定自动加药。将其安装在井口套气管上，通过在现场对智能集成板的设定，防爆柱塞泵将加药桶内的药剂全天候按照一定时间和一定频率均匀注入到井筒并使其管柱内的原油和蜡质始终得到药剂稀释。防爆电磁阀和单流阀的双次隔绝，使加药桶长期处在常压状态下，桶边缘有一药量显示装置反映桶内药量，为随时补充药剂提供方便。添加药剂时，将药剂直接从加药口装入即可。排气孔起到为加药桶添加药剂随时排出药箱内气体，达到加药口不会喷出气体而携带药剂出来之安全目的。

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图十

方式2、利用时间和流量设定达到在一定时间内一次性加够定量药剂的自动加药。如图十一所示。

通往抽油机底座

抽油机底座

图十一

方式3、以一个机泵和一个加药箱，一个中间装换装置带动多个井口，按要求利用时间和流量设定达到在一定时间内一口井一口井的为多个油井分次性加够定量药剂的自动加药。如图十二所示。

一个机泵、一个加药箱，一个中间转换装置为多个油井加药。

图十二

通往各井

加药箱

转换盘

计量泵