科创中国

注水井口过滤器芯子取出故障与处理

徐龙伟（新疆油田公司百口泉采油厂）

一、问题的提出

注水开采是油田采用最为广泛的采油方式。由于进入开发的中后期，污水产出量不断增大，现采取的方法是由注水泵站处理后，再将净化后的污水经管网长距离输送至注水井口，回注地层。在输送过程中由于细菌繁殖，使水质变差，通过在注水井井口安装过滤器后，提高了注水水质，并有效地解决长距离管道输送后造成的二次污染问题。但是使用半年后，部分注水井口来水变小，不能满足正常配注量，严重影响注水质量。

二、故障现象

卸开过滤器压盖，在取芯时，由于过滤器芯子与过滤器外壳内腔之间间隙为5mm，黑色悬浮物粘在芯子的内外壁上，使芯子与内腔连为一体，操作人员用螺钉旋具插入间隙外撬时，对芯子造成不同程度的损坏。芯子取出后，发现过滤器芯子粘满黑色的杂质，清除杂质后观察过滤器芯子网眼致密，注入水经过过滤器芯子的过滤，回注水中的悬浮物就会沉积在过滤器芯子的滤网上，堵塞过滤器滤网，造成注水量减小，使配注达不到要求（如下图）。

三、 故障原因

结合故障现象从五个方面进行调查：

1.注水水质：经调查注水泵站每天对注水水质分时分段进行化验，各项指标合格率达到100%。由于注水总管线是铁质管线，输送距离较远，细菌繁殖腐蚀管柱，产生大量悬浮物。

2．井口过滤器：通过对新过滤器进行检查，打开压盖后，取芯比较容易，测量尺寸合乎规格。只是后期进的过滤器芯子尺寸比原装芯子高3 cm左右，压盖上紧后，芯子产生变形，不容易取出。

3．清洗周期：自过滤器安装，未对过滤器进行清洗，使过滤器芯子堵塞，影响注水工作。

4．操作人员：操作人员均是考核合格的中、高级工，工作经验丰富。但是初次接触过滤器，还不了解其工作特性，在取芯工作中有损坏现象。

5．取芯工具：现场采用两把螺钉旋具进行撬取，对芯子损坏过大。芯子中间提环容易脱焊。

四、故障处理

结合制定现场解决方案：

1．厂工艺所对老化的注水管线进行更换。对正常使用的注水管线定期进行投球清洗。并建多条支线达到注水需要。

2．针对新芯子尺寸已由厂家对设备进行改进。

3．清洗周期：通过摸排，将清洗时间定为一季度一次，并将每次的清洗拍照留档。

4．对操作人员进行培训，并制定取过滤器芯子操作规程。

5．取过滤器芯子工具，现场主要是用两把一字型螺钉旋具操作，对过滤器芯破坏比较严重，还没有方法解决。 为减少芯子损坏，也在工具市场找过专业工具，没有相关的信息。通过对过滤器芯子分析，从安全平稳操作减少芯子损坏率和缩短操作时间这两方面拓展思路进行研制。

想法一:“9”字型提升工具

“9”字型提升工具主要由6mm钢筋弯成“9”字型状。使用方法是将过滤器压盖拆除后，将“9”字型下挂钩钩住芯子提升环，将撬杠插入“9”字型上环内上提取出芯子。

优点：安装方便，操作简单。

缺点：芯子提升环焊接不牢靠，容易提坏，操作人员用力过猛，易造成伤害。

想法二：套筒提升工具

将长度30cm直径32mm钢管一端加工螺纹，另一端钢管6cm处，在管壁钻直径15mm通孔。再者是对过滤器芯子拆除提升环，对进水口内孔加工螺纹。使用方法是将套筒提升工具下至过滤器芯子内进水口处，对扣连接，用撬杠穿过套筒提升上端通孔上提芯子。

优点：结构简单,成本低;安装操作方便。

缺点：这要由厂家对产品进行改进，在芯子进水口上部进行螺纹加工及拆除提升环。

想法三：单杆支撑提升工具

用30mm钢板制作一支撑板，根据过滤器腔体上平面对角螺孔中心距在支撑板钻2个直径18mm通孔，在钢板中心位置钻1个20mm通孔。借鉴修井打捞工具篮式打捞筒的工作原理，在提升丝杆加装了篮式卡瓦及卡瓦座组合体。（如图5）

结构：

1.支撑顶板

2.支撑顶杆

3.提升丝杆、篮式卡瓦及卡瓦座组合体

4. 打捞筒上螺帽

5. 提升丝杆上螺帽

工作原理：将两支撑顶杆固定在过滤器法兰上平台螺杆（或螺孔内），将提升丝杆及篮式卡瓦及卡瓦座组合件沿支撑顶板中心孔下至过滤器芯子进水口内部，上紧打捞筒上螺帽，挤压篮式卡瓦沿卡瓦座下滑，当篮式卡瓦撑开直径大于过滤器芯子进水口直径，篮式卡瓦卡在进水口内腔。将提升丝杆上螺帽旋至与支撑顶板上平面接触，再反旋支撑顶板下两支撑杆螺帽，使支撑顶板平稳上移。支撑顶板带动提升丝杆、篮式卡瓦组合体，平稳提出过滤器芯子。

优点：抓物比较牢靠，不会对芯子造成损坏。

缺点：操作比较繁琐。

通过现场应用，最终确定单杆支撑提升工具，解决了操作无工具现象。降低过滤器芯子损坏率，提高了操作时间，取得良好效果。

五、应用效果

取芯工具的应用，从操作上来说安全性得到提高，操作时间由原来的23分钟缩短至8分钟。

1.经济效益

现有注水井160余口，工具单套成本在300元，共制作 5套，合计：300×5=1500元

2020过滤器芯子损坏89个。使用工具后，损坏降到15个，损坏不是取芯子造成，是滤网脱焊进行更换。现过滤器芯子进价为800元/个， 本年度共节约成本=(89-15) ×800-1500=57700元。

2.社会效益

取芯工具制作简单、操作方便，提升了操作时间，提高了操作安全系数。在油田上有一定的推广空间。

六、技术创新点

改变了操作无工具的历史，融合了修井中蓝式打捞筒的相关技术，发明了适合现场应用的取芯工具，解决了生产难题。