抽油机井密封圈切割器的研制与应用
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作者: 康国光 王勇 董永阁 刘云良 王东
针对中原油田采油厂采油工在进行更换抽油机井光杆密封圈时，使用锯弓锯光杆密封圈依然采用虎台钳夹持密卦圈操作，存在的操作速度慢、密封圈切口面粗糙、切口角度不标准，密封圈使用寿命缩短、安全性差，造成频繁更换密封圈，影响抽油机井开井时率的问题，提出了研制抽油机井密封圈切割器的想法。该技术主要是改变了使用的工具和操作人员的操作方法。把过去使用锯弓和虎台钳进行锯割的方式改变成使用切割器进行密封圈切割，降低了操作人员劳动强度，达到了操作简单、节约采油成本的目的。
密封圈切割器研制应用
1项目来源
在油田开发中，抽油机井光杆是用来带动井下抽油杆和深井泵活塞做上下往复运动，把原油抽到地面的三抽设备之一，而密封圈是用来与光杆配合密封井口防止原油泄漏的主要密封材料，密封圈质量好坏直接影响油井的开井时率。在正常开井的情况下密封圈与光杆不断的进行摩擦，油井不出油会产生干磨，油、气、水会对其产生腐蚀、油井出沙、出蜡也会对其密封性产生破坏，密封圈在使用一段时间后就会因磨损而需要更换。目前中原油田采油厂已经进入二次采油开方阶段，利用注水方式补充地层能量，油井含水高，出沙量大，油井大部分处在黄河滩区，抽油机基础下陷造成井口偏磨都加剧了密封圈的损坏。因此加密封圈成为采油工的一项经常性工作，采油工在加密封圈前首先要做的工作就是锯密封圈，而采油厂目前锯密封圈的方法是使用虎台钳夹持密封圈用锯弓进行锯割，锯割后的密封圈切口粗糙，密封效果差，使用寿命短，造成频繁停井换密封圈，已经严重影响了抽油机井的开井时率，为了延长密封圈的使用寿命我们虽然找不到其他的密封材料，但可以研制一个能保证密封圈切割质量的工具。
2技术现状及主要技术难点
2.1切割密封圈的方法
抽油机井更换光杆密封圈是采油工日常管理中一项经常性的工作，密封圈在更换之前必须先锯好密封圈，一般要求密封圈切口角度在30～45度之间，我们现在锯密封圈使用的是钢锯弓，要求夹在虎台钳上进行锯割，但有些计量站因没有虎台钳，密封圈无法固定，只能用一些粗略的方法（比如：用手扶、用脚踩）固定，严重的影响了密封圈切口表面的质量，造成密封圈使用寿命短，而且在锯割的过程中安全性差，因此现场急需要一种操作简单，快捷的锯密封圈工具来解决这一问题。
2.2存在风险
目前对抽油机密封圈进行锯割方法是使用虎台钳夹持锯割，操作人员在锯割时存在以下几个问题：
（1）操作人员使用虎台钳夹持密封圈容易造成密封圈变形，一般是把一个或两个密封圈夹在虎台钳上进行锯割，锯割断面粗糙效果不好，现场验证操作时间为2分钟。
（2）操作人员使用锯弓锯割密封圈时割口角度不好掌握，一般要求密封圈的切割角度为30～45度。
（3）操作人员要使用虎台钳锯割7—8个密封圈，因此虎台钳的使用次数一般达到3-4次加大了操作人员的劳动强度。
（4）操作人员使用锯弓的方法不正确，易发生锯条断裂，严重时造成人员受伤。
2.3技术难点
研制一个密封圈切割器要解决了四个方面的问题：一是安全系数高，切割速度快，锯割断面平滑不变形；二是保证每个密封圈切口都为小于45度，而且切口平整，延长使用寿命；三是可以在采油厂基层单位保管员发密封圈前直接切好，直接发放；四是降低了工人的劳动强度,节约了成本。
3创新成果的用途及其原理
3.1用途
用于抽油井密封圈快速切割、降低工人的劳动强度、使切割后的密封圈切口质量品优、延长密封圈使用寿命，能够更好密封井口防止井口原油泄露，降低停井时间，增加原油产量，达到到安全操作要求。
3.2原理
抽油井密封圈切割器主要由手把、齿轮、齿轮条、固定支架、刀片、密封圈扶正杆和盘根45度角度器等7个部件组成。首先把密封圈套在密封圈扶正杆上，然后通过扶正杆把密封圈放在45度角度槽内，利用手把上下活动齿轮条，齿轮条带动刀片做上下运动对密封圈进行切割。
4创新成果推广内容、技术经济指标和目标
4.1推广内容
使用抽油井密封圈切割器，可以使密封圈被切割后断面平滑、切口角度100%达到30-45度范围、降低操作人员劳动强度，由过去使用虎台钳夹持密封圈锯割，改变成齿轮与齿轮条带动刀片对密封圈进行快速切割。
4.2技术经济指标和目标
（1）切割操作时间缩短到每个5秒钟之内，降低工人劳动强度，提高工作效率。
（2）杜绝小事故的发生，保证操作安全。
（3）锯割方式更加合理，延长密封圈使用寿命，提高油井的开井时率。
5创新成果现场应用情况
抽油机井光杆密封圈切割器与2011年12月研制成功，并在中原油田采油四厂油藏经营管理六区各计量站使用，该密封圈切割器可解决以往使用锯弓锯割密封圈存在的普遍问题，主要由以下几个优点：一是切割速度快、切口平滑质量好。二是切口角度100%达到45度，密封效果好。三是延长了密封圈的使用寿命降低了因更换密封圈停井的时间，提高了抽油机井的开井时率，我们对46口抽油井进行密封圈使用效果跟踪，使用后发现平均每口井密封圈的使用寿命延长了3.5天。平均每口井耗时减少15分钟，46口井累耗时减少46×15/60=11.5小时，影响产量（按每口井0.1吨）减少46×0.1=4.6吨，原油价格为4970元每吨，则产生经济效益4.6×4970=2.2万元。抽油机井密封圈切割器是利用废旧材料制作，其中齿轮30元。抽油机井光杆密封圈切割器深受我区广大干部职工的好评，并在中原油田采油四厂职工经济创新创效活动中获得了一等奖，目前正在申请国家专利。
6结论与认识
抽油机井光杆密封圈切割器的研制成功取代了一直以来只能使用锯弓和虎台钳夹持锯割密封圈的方法，大大的降低了工人的劳动强度，改变了一直以来只能使用老传统操作的旧思想观念，使更加人性化，而且解决了因密封圈密封效果不好造成停井时间过长和影响原油产量等问题，同时更具有安全性，保证了油井的正常生产运行。
参考文献：
[1]韩丽卿.采油地质工.北京：石油工业出版社，1995.
[2]关景华,杨海彦.采油工.北京：石油工业出版社，1995.
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