采油井专用多功能工具

汤晓平 张希录 吕跃平 吴琼

摘要：岗位工人上井检查维护时需要携带多达七种各式各样的工具，为了解决减轻员工的劳动强度和提高工作效率的问题，研制了采油井专用多功能组合工具。该组合工具的主体由车床加工而成，再把各种型号的组合阀套筒焊接在一起，组成多功能组合工具。2006年至2019年，在采油三厂应用效果很好，受到员工的拥护以及赞扬2007年获得国家实用新型专利。采油井专用多功能工具，大小适中、携带方便。该组合工具加工简单、成本低。又能减少停机时间提高抽油时率。

关键词：新型组合井口；井口防盗组合阀； 新老工艺；采油井专用多功能组合工具

目前，油田步入中高含水开发期后，低产低效井比例增多，措施效果逐年变差，而对于此项危机，必须加强精细管理。油藏开发调整，我厂为提高产能，新井随之增多，作业施工等问题影响着油井的检泵率和返工率。影响检泵周期的主要原因主要包括偏磨问题、泵问题、管断漏、脱接器以及杆断问题。其中杆管偏磨问题、泵工具问题、油管断漏问题导致检泵的比例相对较高。热洗清蜡也是抽油机生产的重要保证，是改善泵况，减轻杆管偏磨，延长检泵周期的重要手段之一。然而由于地下情况较为恶劣，工作参数也会随着生产的不断进行而出现一些新的变化。

在油田生产当中，抽油机扮演着非常重要的角色，抽油机[1]是开采石油的一种机器设备，俗称"磕头机"，通过加压的办法使石油出井。当抽油机上冲程[2]时，油管弹性收缩向上运动，带动机械解堵采油器向上运动，撞击滑套产生振动;同时，正向单流阀关闭，变径活塞总成封堵油当抽油机下冲程时，油管弹性伸长向下运动，带解堵采油器向下运动，撞击滑套产生振动;同时，反向单流阀部分关闭，变径活塞总成仍然封堵油套环形油道，使反向单流阀下方区域形成高压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一种反向的冲击力。常见抽油机即游梁式抽油机是油田广泛应用的传统抽油设备，通常由普通交流异步电动机直接拖动。其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆，驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动，把井下的油送到地面。在一个冲次内，随着抽油杆的上升/下降，而使电机工作在电动/发电状态。上升过程电机从电网吸收能量电动运行;下降过程电机的负载性质为位势负载，加之井下负压等使电动机处于发电状态，把机械能量转换成电能回馈到电网。

以常规曲柄平衡抽油机[3]为例，结构示意图如左图所示。常规游梁式抽油机结构图

（Structure drawing of conventional beam pumping unit）

图中，1-底座;2-支架;3-悬绳器;4-驴头;5-游梁;6-横梁轴承座;7-横梁;8-连杆;9-曲柄销装置;10-曲柄装置;11-减速器;12-刹车保险装置;13-刹车装置;14-电动机;15-配电箱。

游梁式抽油机[4]是油田目前主要使用的抽油机类型之一，主要由了驴头-游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。工作时，电动机的传动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动，驴头经光杆、抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下运动，从而不断地把井中的原油抽出井筒。

随着油田开发的不断深入，地面井口工艺不断更新，新型组合井口、井口防盗组合阀等井用设施逐渐增多，与此同时各种维护专用工具的种类也不断增加。由于新老工艺共存，岗位工人上井检查维护时，要携带多达 6、7 种各式各样的工具，如图 1 所示，给员工的日常工作增加了负担和不便，为了减轻员工的劳动强度和提高工作效率，我们研制出采油井专用多功能组合工具。

图 1各种维护专用工具

1多功能组合工具的结构

多功能组合工具的结构如图 2 所示，该组合工具的主体由车床加工而成，再把各种型号的组合阀套筒焊接在一起，组成多功能组合工具。

4

6

7

5

3

2

1

1-锥形头 2-Ⅱ型套筒 3-Ⅰ型套筒 4-F型扳手 5-Ⅲ型套筒 6-36mm套筒 7-加力套管头

图 2　采油井专用多功能工具实物图

2工作原理及技术参数

2.1工作原理

本发明将采油井常用维护工具科学组装在一起，一种工具就可打开井上各种闸门，它大小适中，方便携带。

2.1.1 锥形头作用：锥形头是组合工具的主体部分，由车床加工而成，可在更换调整抽油机皮带时用于调整电动机顶丝。

2.1.2 Ⅱ型套筒作用：可用于井口组合阀开关出油阀门、掺水阀门和直通等各种阀门。

2.1.3 Ⅰ型套筒作用：可用于井口防盗组合阀、开关取样阀门、油压表和套力表闸门。

2.1.4 F型扳手作用：由Ⅰ型套筒和Ⅱ型套筒所形成的 F 形扳手，可用于调整开关各种阀门手轮。

2.1.5 Ⅲ型套筒作用：可用于开关井口特殊组合阀上的阀门。

2.1.6 36mm套筒作用：可用于调整紧固卡箍螺栓，还可以用于开关 250 型防盗阀门手轮。

2.1.7 加力套管头作用：可用于调整密封盒压帽松紧度。

2.2主要技术参数

（1）总体尺寸：Φ510mm×110mm。

（2）钢体材质：主体手柄是45#、各种套筒是40Cr。

2.3操作步骤

该工具操作非常简便，员工拿到手就会使用。

2.4注意事项

所有焊缝焊接要牢固，焊后整体做发黑处理。

3现场应用

采油井专用多功能工具从2006年使用至今效果很好，由于它操作简单、携带方便，在采油井上非常适用，已在大庆油田第三采油厂推广使用，该工具在 2007 年 9 月获得国家级实用新型专利。

4结论

（1）采油井专用多功能工具的研制是从方便岗位员工的使用为出发点，把原使用的多种工具组合成一件多功能工具，且大小适中、携带方便。

（2）与常规工具相比有何优点：该组合工具加工简单、成本低、操作简便，既能减轻员工的劳动强度和提高工作效率，又能减少停机时间提高抽油时率。从根本上解决了应用常规工具操作携带困难的难题。

（3）存在的不足：采油井专用多功能工具的制作工艺有待提高。

（4）应用价值：低压测试队在进行油井液面测试时，平均每口井可减少停机时间3分钟，三矿平均每月需测试1200井次，

则一年可减少停机时间：3×1200×12=43200分钟=720小时=30天

按三矿目前平均日产量3600吨，单井平均日产油3吨计算，30天可生产原油30×3=90吨，折合人民币为：90吨×1167元/吨=105030元

（5）前景预测：可以将研制采油井专用多功能工具的方法应用到其他工具以及领域上，创造出更多有用的工具。

参考文献

[1] 万仁军, 谢成龙, 殷义芳. 整体组合阀式双管采油、气井口装置[J]. 江苏科技信息. 10.3969/j.issn.1004-7530.2014.09.022

[2] 王姹娣, 杨茂廷. 新型井口及装置[J]. 新疆石油科技, 2005(1):44-47.

[3] 李英, 吴月辉, 谷秀峰. 多功能工具在采油队生产中的应用[J]. 中国科技博览, 2015(32):324-324.

作者简介：张希录，1964年出生，男，中专，大庆油田公司采油测试专家，一直从事采油测试工作。

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