数字化自动收球装置的改进与现场应用

【摘要】自动收球装置是在推行数字化油田建设的新形势下应运而生的设备，它是通过电机带动球形阀转到，实现自动收球。2011年，该装置在姬塬油田黄39区块投入生产，由于其流程设计及主体管线设备搭配不够合理，在实际生产运行过程中没有完全实现自动收球，本文主要阐述了该装置在生产实际中存在的问题，并提出相应的整改意见及措施。

【关键词】T型三通球阀 T型三通管线 转动电机 自动收球

1 结构及原理

该装置由T型三通球阀、T型三通管线、转动电机、球阀和相应的管路、阀门等构件组成。该装置通过智能收球电子控制仪表面板可以任意设定收球时间及温度，可自动控制加热保温装置，确保在冬天运行时管线不会冰冻积蜡；底部设有分离式收球篮，实现自动收球。

2 运行过程中存在问题及整改意见

红井子采油作业区目前使用的自动收球器的主要参数结构如下：主管通径：80mm，走球通径：50mm，压力：2.5MPa，工作温度：-30-45℃；其内部流程如下：

2.1 存在问题

自动收球装置在运行过程中收不到球，清蜡球容易卡在T型三通管线内，即图中清蜡球的所在位置。主要原因有如下几个方面：

（1）T型三通管线走球通道存在一定的弧度，并且管线直径在逐渐减小，与球形阀接触管线直径为50mm。一旦管线内同时流入多个清蜡球时，球容易集中在输油横道管线，易造成卡球现象。

（2）时间设定比较繁琐，针对一次完整的自动收球过程，需要同时设定4个参数，才能完成该项工作。在设置过程中，该参数易于混淆，只要错误设置一个参数，都会影响自动收球效果。而且该参数是通过简单的按键形式进行设置，人为改动比较方便，不便于管理。

（3）球形阀收球筛掏空体积较小，每次只能收集一个清蜡球。实验发现，当收球筛内聚集一定杂质和凝固的死油时，清蜡球就不能完全掉入收球筛，造成部分清蜡球暴露在管线内，电机转动就会造成切球现象，影响自动收球装置的正常运行。

该装置在黄39区块投入运行后，通过黄二增压点试验，分析该设备在运行过程中不能自动收球的原因，结合人工收球装置结构原理，针对该自动收球装置存在的问题分别从管内流程、设备方面提出了整改：

2 流程整改

由于T型三通管线走球通道存在一定的弧度，并且管线直径在逐渐减小，与球形阀接触管线直径为50mm，只能通过一个清蜡球。当管线内同时流入多个球时，容易使清蜡球聚集管线内造成卡球现象。

（1）借鉴老式人工收球装置的工作原理，改变 T型三通管线走球通道的弧度为直角（90℃），实现当清蜡球流入该通道时，可以直接通过重力作用掉入球形阀收球筛，减少清蜡球的摩擦。

（2）增大走球管线直径为125mm，在管线内可以实现暂时存放清蜡球，不造成卡球现象。

（3）T型三通管线增加人工取球孔，可实现定期清理该设备内阻碍收球效果的杂质，尤其在停电或者设备损坏时，可实现人工收球，从而保证管线的正常运行（图1）。

2.3 设备整改

通过实验分析，球形阀收球筛掏空体积较小，每次只能收集一个清蜡球，是造成该装置管线内聚球、卡球的主要因素。结合T型三通管线直径的变化，观察管线内卡球现象，通过计算，确定球形阀收球筛形状：直径125mm的圆柱体。

2.4 设备更换

针对该装置参数设置比较繁琐，一次完整的自动收球过程，需要同时设置收球周期、收球时间、取球时间及倒球时间4个参数，才能完成该项工作。而且在设置过程中，该参数易于混淆，不便于管理等现象。结合数字化建设需求，引用数字智能控制表代替按键参数设置面板。该设置面板只需设定一个参数，就可以完成自动收球设置，而且操作简单，便于管理。

3 运行效果及评价

3.1 自动收球

该装置装配了远程控制系统，通过程序自动控制电机定时转动，实现了自动收球功能，通过配套橇装增压集成装置的运行，实现了增压点的整体自动化，减少了站内值班人员的数量，降低了当班员工的劳动强度，提高了工人的劳动效率。

3.2 密闭输油

该收球装置投入使用，通过电机带动球形阀旋转实现了自动收球功能，同时也降低了当班员工与原油接触的频率，实现了原油密闭输送，真正提高了安全生产保障。

4 总结

整改后的自动收球装置解决了以往生产实际中遇到的卡球、聚球等收不到球的种种问题，适应了恶劣的生产环境，真正实现了自动收球的功能，节约了人力，降低了成本，实现了安全生产，达到了数字化油田建设的要求。同时， 我们要清楚看到，数字化油田建设是一项系统工程，自动收球装置只是其中的一个配套装置，只有数字化采油链条上的各个环节紧密衔接、相互配合、发挥功能，才能产生聚合放大的作用，才能体现出数字化的整体优势。

参考文献

[1] 曹立勇，周山林，胥晓英.高效三相分离器用于原油脱水[J].油气田地面工程，2005，34（2）：40-43

[2] 李崇祥.节能原理与技术[M].西安：西安交通大学出版社

作者简介

张玉琴，女，（19712，11-），2012年函授毕业于西安政法学院，获本科学位，现在长庆油田采油三厂从事采油工作，助理工程师。