游梁式抽油机井口盘根旋进器的研制与应用

吴海斌

[摘 要]抽油机井口更换盘根是采油工在日常生产管理中经常做的工作，由于井口对中情况和光杆腐蚀的原因，井口加盘根较频繁，其主要密封部件盘根的不易取出和加入是一个普遍性的问题。原操作方法存在着操作时间长、工作强度大、易砸伤手、盘根易产生碎块，碎块清理不易的缺点，费时费力，占用停井时间较长，为此，研制出了快速更换盘根工具，它具有结构简单、操作方便、省时省力、安全性强的特点。该工具在部分井现场应用中取得了较好的成果。

[关键词]井口 更换盘根 快速 实用

中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0311-01

一、引言

随着油田的发展，抽油机井的设备在不断增多，盘根盒作为密封井口光杆的唯一设备，其密封效果的好坏对抽油机井的正常生产、安全、环保等起着重要的作用，盘根的主要成份为橡胶，依靠轴向受力压缩发生径向膨胀，从而达到密封的目的，盘根使用过程中，当磨损量超过一定值时需更换盘根，由于操作空间狭小、井口偏磨等问题，很难快速的将其完全取出和加入，延长更换时间，降低开井时率，出沙井可导致发生砂卡的几率提高，以致采油成本上升。为此，根据现场的使用特点，本着简单、实用、有效、节约的原则，充分利用废旧材料，设计并制作出了快速更换盘根工具，在现场应用中取得了较好的使用效果。

二、原加盘根方法

盘根盒已经发展了很多种变型，究其本质，密封部分没什么变化，以现场应用最多的光杆密封器盘根盒为例，密封部分基本构造由上而下包括盘根盒压帽、上格兰、盘根盒主体、下格兰，盘根坐于主体与光杆的环形空间中，上下分别是上格兰、下格兰。工作原理为盘根压缩密封。盘根的主要成份是橡胶，形状是环形，使用前按盘根盒旋转方向割有30-45°斜口，方便加入及在使用过程中沿压帽旋转方向压紧。盘根盒在正常使用中依靠盘根盒压帽旋转所施加的向下压力，使盘根轴向压缩，从而发生径向膨胀，密封光杆与盘根盒之间的环形空间，达到密封井口、防止井内液体沿光杆向外泄漏的目的。

盘根经过长时间的使用，必然出现磨损，产生缝隙，油气从缝隙中渗出，导致泄漏，这就需要更换盘根。按照标准操作规程，利用起子插入切口向上撬来取出盘根，这样的操作方法操作空间狭小，盘根切口很难找到，加之越往下力臂越短，使盘根很难取出，现场为了能够将盘根取出，多用起子和榔头配合，将盘根截断，再分段取出，加盘根时由于井口偏磨等，多用榔头敲击盘根使其加入盘根盒，该操作方法操作时间长，操作不规范，工作强度大，易砸伤手，且产生盘根碎块，碎块清理不易，一旦清理不净，盘根与下格兰及下格兰与盘根盒主体之间产生缝隙，造成油气渗漏，则需要再次更换盘根，不利于提高开井时率，尤其对于出砂井来说，由于出砂井油流中有大量的砂粒，一旦停井，砂粒沉积，易造成砂卡事故，现场对此类井的停井操作有着严格的规定，对操作时间严格限制，而对于更换盘根来说，由于盘根取出困难，很难在规定的时间内完成，这就容易造成砂卡，而一旦砂卡，就需要洗井甚至修井作业，从而造成成本上升，产量下降。因此把提高更换盘根的效率和安全性作为研究的主题。

三、快速更换盘根工具的结构及原理

针对以上问题，本着简单、实用、有效、节约的原则，设计出了快速更换盘根工具，该工具能够在较短的时间内将盘根全部取出并加入，从而缩短更换盘根的时间。

通过现场的调研，确定解决更换盘根时间长的对策为研制专用的更换盘根工具，减少操作工人人数和劳动强度，缩短操作时间，从而进行了工艺设计。

该工具利用一个废旧的方卡子，将已经损坏的卡牙取出，用两个二十厘米长的两寸钢管从中间割开，焊在方卡子的上下端面，两寸管一端沿逆时针方向切割坡口，另一端为平口，两侧焊有用于发力的手柄，为了便于存放携带两边用于发力的手柄设计了可拆卸式。

利用该工具更换盘根时，将工具上的方卡子打开套入光杆拧紧方卡子拉紧螺栓，两个带螺纹的手柄拧紧在方卡子两侧的螺母上。取盘根时，将工具有逆时针切口的一端向下，双手握住方卡子两侧手柄，利用盘根环绕光杆时产生的坡口斜面。推动手柄做逆时针水平旋转的同时给工具一个向下的压力，通过水平方向的推力，使工具沿水平方向转动，通过向下的压力压入盘根的坡口斜面，产生挤压力，将盘根旋转取出，加盘根时将工具取下倒转方向将另一端朝下上好方卡子，把盘根放入盘根盒与工具之间，下压手柄使工具得到一个向下的压力即可把盘根加入。这种方法更换盘根安全、省时、省力是可行的方案设计，并按设计实施。

四、实施对比

为了验证工具效果选取了以往更换盘根难度大，时间较长的4口井进行试验对比：

通过4口井的实验，从下表可知，按原操作方法，更换盘根平均需要54分钟，而使用快速更换盘根工具，9分钟即可完成，平均缩短时间46分钟，试验效果明显。

五、结论

快速更换盘根工具经使用表明，此工具达到了设计目的，能够在较短的时间里更换盘根，其具有如下优点：

1、 成本低，充分利用废旧物资制作，达到修旧利废的目的。

2 、结构简单，制造容易，可在维修班制造。

3、 操作时间短，比正常更换盘根时间缩短46分钟，从而减少停 井时间。

4、 劳动强度小，安全系数高。

5 、盘根取出完全，不易产生碎块。

6 、降低了出砂井砂卡的几率，取得了良好经济效益。

六、经济效益评价

该工具可全部利用废旧材料制作，几乎没有什么成本。每口井可以节约时间46分钟，我区管辖126口油井，按每年更换盘根400井次，每次缩短停井时间46分钟，每口井日产量平均1.5吨，每吨油2000元计算每年创效：400*1.5/24*46/60*2000=38000元，经济效果明显。