压缩式井组集气装置研制
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完成单位:长庆油田分公司第五采油厂
登记编号:ZSCX-D4-J-YX-20
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
成果主要完成人
项目概况
一、立项背景:按照油田公司节能减排的总体要求,进一步加快伴生气综合利用,降低生产运行成本,提高油田开发建设水平、建设绿色矿区。利用抽油机自身动力研制一种集伴生气回收、计量、增压为一体的轻量化、高强度、高运行可靠性的伴生气回收装置。为此我厂联合有经验的陕西普新设备工程有限公司及两所高校在原有伴生气回收装置基础上,重新优化设计了该无外接动力采油井伴生气回收装置
二、内涵和主要做法:该装置主要由压缩气缸、上下固定装置、运行方向转化系统、自动润滑装置、计量装置、进出气管路系统、安全保护装置、调节连接等主要系统组成。绿色环保无外接动力,是集伴生气回收、计量、增压为一体的轻量化、高强度的装置。充分利用抽油机下冲程做无效功的过程将能量转化为压缩机有效功,同时匹配特制的关节轴承和密闭可调节自动润滑装置,有效解决运动方向转化、气缸连续润滑等关键问题
三、技术原理:利用抽油机游梁上下往复摆动,带动单井伴生气压缩机往复运动,将套管内的伴生气,通过吸入、压缩,增压输送至单井集油管线。抽油机上冲程过程,将套管内的伴生气吸入压缩气缸(出气口单流阀关闭,进气口单流阀打开);抽油机下冲程过程,将气缸内伴生气压缩、增压输送至集油管线(出气口单流阀打开,进气口单流阀关闭),循环运行,实现油井伴生气的收集
四、创新亮点:1.无动力压缩式井组集气装置利用抽油机带动,无需增加额外动力;2.通过1个高强度的关节轴承,将弧线运动平稳的转化为直线运动,实现压缩气缸的运行;3.压缩气缸底部和活塞端部采用防撞结构设计,保证余隙控制在10mm范围内,压缩效率有效提高到96%以上;4.压缩气缸采用多道多形式的密封结构,采用3级密封,主要结构件寿命8年以上,能够适应长时间耐磨密封;5.该装置采用轻量化、高强度材质,在多点设计可调节长度,调节长度达到600mm,完全满足不同型号抽油机冲程的调整;6.根据装置特点,机身设计环形储油空间,并安装自动润滑装置,确保压缩气缸有效润滑
五、效益分析:1.直接效益:无动力压缩式井组集气装置按照每天收集约150m3伴生气计算,每方伴生气按0.8元计算,每年可产生直接经济效益约4.38万元,如按照全厂安装2000台该装置,每年大约产生直接经济效益8760万元。2.综合效益:该装置在安全、节能及优化采油工艺方面也有较好的效益。一是该装置在抽油机下冲程做功,充分利用了抽油机在下冲程运行中的无用功,提高了利用率;二是提供额外的动力,加快管线含水原油流动速度,有效降低井口回压;三是避免伴生气燃烧产生的有毒有害物质,减少大气污染;四是进一步消除高硫气体聚集的问题,实现单井伴生气密闭收集、处理,避免中毒事故的发生
六、推广应用:此项技术是井组伴生气集气最有效的方法之一,可推广至油田企业应用