自动投收球装置在油田的应用

自动投收球装置在油田的应用一、应用背景目前，各油田采油、集油方式是利用单井管线输送到集油站或集中处理站。因地面与地下的温差较大，所以原油被抽出地面后，很快便析出大量的蜡附着在输油管内壁上，如果不及时清理就会堵塞输油管线。因此采油工人需要每天到井场向输油管内投球清蜡。一个大油田有成千上万个井场，每个井场每天用人工投球，需要大量的人员以及车辆配合，几十年来，投球装置经过了很多次的改进，虽然已是成熟的技术，但一直没有摆脱烦琐的手工操作，即每次投球首先关闭投球装置前后的两个阀门，然后泄掉投球装置段的压力，再将清蜡球投入管线内，最后打开投球装置前后的两个阀将清蜡球推进输油管线。这样繁琐的操作很难实现自动化控制，因此迫切需要一种定时自动投球的装置，以减少采油成本、减轻员工的劳动强度 。同样也需要一套定时自动收球装置来回收投出去的球。 二、设计要求及工作原理1、设计要求：设计定时自动投球装置，减少采油成本，减轻员工的劳动强度,节能增效。它包括装球筒、控制阀和定时自动控制箱。其特征是：控制阀为特制四通结构型，其中一个方向接有装球筒，另一个方向接原油输送管线，实现不断流自动投球。收球装置充分利用球阀内球体的特性，合理的安排球阀的转动方位，只需操作一个阀门就可将清蜡球取出管线，因此定时清理积累的清蜡球即可。利用一个特制的球阀，配合自动化控制，实现无人职守定时自动收球，不仅解决了烦琐的手工操作，同时为实现自动化、数字化管理打下了坚实的基础。2、自动投球仪工作原理利用球阀阀芯的特性，设定两个输送通孔，通过确定球阀阀芯的两个方位，使球阀阀芯转动至任意一个方位时原油在管线内不断流，其中一个方位输送清蜡球。只需一个阀门即可实现即投球又不断流的全过程。配合自动化控制，实现无人职守定时自动投球，解决了烦琐的手工操作，将以前每天员工到井场投球改为每10天甚至根据需要可达到每20天由采油工到现场装一次球。虽然本装置的价格略高于原投球器及配套阀门，但可以降低10倍的人力资源、车辆及车辆的运行费用，可谓经济效益显著。下图的左视图为正常输油状态，当到达设定的投球时间时，阀芯将逆时针旋转90度，将一个清蜡球接到阀芯内。此时阀芯的另一个通道继续输油，实现不断流。在设定的23分钟内，阀芯将自动顺时针旋转90度，由流动的原油将清蜡球送进管线内。如果自动控制程序出现故障，可以利用电控箱面板上设置的手动开关进行临时的手工操作。 图中1、装球筒； 6、放空阀； 2、清蜡球； 7、放空管； 3、球阀阀体； 8、球阀电动头 4、球阀阀芯； 9、定时自动控制箱； 5、输油进口管线； 10、底座。3、自动收球仪工作原理（）清蜡球由输油管线进入上收球筒，经过加热化蜡使清蜡球自然降到大小头的底端； （）定时转动自动控制阀180度，使清蜡球掉入球阀的阀芯； （）定时将自动控制阀回转180度，使清蜡球掉入下收球筒； （4 ）根据生产需要设计下收球筒的大小，定时清理。 以上（2）（3）步骤是由自控系统按拟定的时间来完成的。如果自动控制程序出现故障，可以使用电控箱面板上设置的手动开关进行临时手工操作。 图中：1、收球筒外壳； 11、收球筒外壳门；2、接管、法兰； 12、清蜡球；3、上收球筒； 13、控制箱；4、大小头； 14、控制盘；5、收球法兰； 15、电动头；6、电动收球阀体； 16、下收球筒滑道；7、电动收球阀芯； 17、下收球筒轨道；8、支腿； 18、轨道支撑；9、下收球筒盖； 19、轨道转向柄。10、下收球筒； 三、自动投收球装置在我作业区的应用状况 自动投收球装置在我作业区也投用大半年，收从上表可以看出目前我作业区投球情况不是很好，许多井场收不到球主要原因有以下几点：（一）投球仪故障:投球仪在使用的过程中出现过许多不同的故障，在跟随厂家修理投球仪的过程中，把投球仪故障及原因大概总结为以下几种： 1、温度过高，出现过温度过高的情况，投球仪温度超过100。经现场排查分析，一是温度调的太高，另外一种情况是温度控制器损坏，只需把温度调到正常或者更换温度控制器。2、手动可以发出去球，定时发不出去球。主要原因一是时间设置不正确，分钟必须设置为5分钟以上投球仪才能正常工作，这种情况只需把时间设置正确即可，另外一种情况是定时器损坏需要更换才能解决。3、投球仪电机转到一半就不再转动且发不出去球，这种情况是电机角度不对中，只需把投球仪电机外壳打开把电机角度调整到正确位置。4、开关坏掉或者自动和手动开关功能是反的，开关坏掉只需更还开关即可，开关功能反只需把线倒一下。（二）管线问题1、工队连接集油管线是未严格按要求焊接导致焊缝不合格或者焊渣调入管线内导致球过不去，或者有管线上用了直角弯头球未能通过。2、管线埋深不够，大型车辆通过把管线压扁。3、管线结垢严重，导致球不能通过管线。4、部分井场管线跨接，导致球不能顺利通过。（三）收球筒问题：1、由于接球漏斗太小，两个球同时收到时容易卡到一起球掉不下来，设计上存在缺陷，改进为直筒的不要漏斗状的效果会更好，目前只能采取拆开收球筒的方法收球。2、收球篮故障，摇不上来导致收不到球。3、收球筒严重结垢，球也会收不到，如庆二接延九收球筒结垢明显下图是延9收球筒结垢照片。四、效果分析自动收球装置在正常情况下能够有效减缓管线结蜡情况，从下图*井组收到球的照片可以看到球外面包裹了厚厚的一层蜡，球把管线里的蜡清理出来，保证管线的畅通。投球筒一次可以装10个球在定时器上把时间设置好，然后等球全部投完再来装下一批球就可以了，能够有效节省大量人力、车辆资源。投球仪的