某高砷硫化铜锡矿浮选试验研究

苏林海　薛春华

摘要：文章分析了某高砷硫化铜锡矿石的特点，通过试验对比了某厂新引进捕收剂与原捕收剂的效果。在小型试验中，该新型捕收剂在浮选铜砷分离作业减少一次的前提下，铜精矿中铜回收率提高2.5%，品位提高了4.5%，砷品位降低了0.393%，同时粗选泡沫中锡金属的流失减少了1.13%。

关键词：毒砂；高砷硫化铜锡矿；新型捕收剂；浮选试验；铜精矿 文献标识码：A

中图分类号：TD952 文章编号：1009-2374（2016）15-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.067

1 概述

海上油井一般为集中开发，其油井多为定向开发井或水平开发井，生产平台的空间设计比较紧凑，采油方式一般采用地面设备简单、占地面积小的开采形式，因此海上油田最常用的机械采油设备为电潜离心泵。但是因潜油电泵的特殊设计形式，其对散热要求特别高，规范要求中的电机壳表面合理流速不低于3m/s，所以在低产液量油井，特别是产液量在50m3/d以下的生产井，潜油电泵的损坏率很小，运行寿命一般都不长。另外由于离心泵对稠油、出砂井适应性差，需要设计采用其他人工举升方式。

为了解决电潜离心泵在低产井的使用运行相关问题，中海油基地集团采油技术服务公司立项进行了地面驱螺杆泵采油技术在海上油田低产井、大斜度井的研究应用，以解决部分稠油、出砂、低产量油井的举升难题。

2 地面驱螺杆泵采油工艺的优点

由于螺杆泵是一种容积式泵，运行时转速较低，适用于稠油井、适度出砂井和低产低效井，针对海上油田，其主要有如下优点：（1）杆驱螺杆泵的泵体为容积式泵，其运行时井口产出液具有稳定连续的特点，在中低产量油井具有很好的适用性；（2）井液流入性好，容积式泵体运行举升效率高，对于稠油井、出砂井的开采具有很好的适用性；（3）平台地面配套设备占地面积小，非常适合海上油田生产操作平台空间紧凑狭窄的情况；（4）动力驱动装置在地面，下井设备结构形式简单，规避了电机浸置在井液中低产量情况下散热不利的情况；（5）杆驱螺杆泵运行开采效率高，具有节能降耗的优点，可有效解决采油平台供电紧张的情况。

3 地面驱螺杆泵采油工艺针对海洋油田的技术改进

海洋石油平台安全要求高、检泵作业成本高，要求机械采油产品必须保证生产安全，同时应检泵周期长、作业时效高。针对常规地面驱螺杆泵检泵周期短、作业时效差、缺少井口自动安全控制阀、时而发生砂埋管柱的情况，特开发出了液控安全阀、连续抽油杆、大通径反洗阀等技术，内容如下：

3.1 液控安全阀技术

3.1.1 开发说明：常规地面驱螺杆泵采油工艺的井口安全装置只有一道手动的半封（BOP），需要操作人员手动进行阀门的开关，一旦发生油气泄漏等井口突发情况需要关断BOP，存在发现慢、关闭慢的缺点，更重要的是此时操作人员在井口手动关闭BOP也存在人身安全风险。而液控安全阀直接和井口控制盘相连，一旦发生井口突发状况，可以实现自动关断井口，动作及时、安全可靠。

3.1.2 功能：当井内出现压力异常或控制系统压力异常时，可实现油井自动关断及液控安全阀的自动关断，确保井口安全。

3.1.3 技术简述：液控阀主要由阀体、半封阀板、阀杆、复位弹簧、压力调节弹簧等组成。阀体由压力调节和压力补偿两个腔室组成。油井正常生产时，压力补偿腔内充满高压液压油，油压直接作用在阀杆后座上，在压力的作用下复位弹簧被压缩，阀杆带动阀板向外移动，阀门打开。当液压油的压力下降或被释放掉，复位弹簧由压缩状态伸长，推动阀杆带动阀板关闭阀门。井内的压力会通过压力调节腔的移动滑块传递给阀板，井内的压力越大，阀板的抱紧力也越大，密封压力被不断提高，实现阀体的自锁。当井内压力恢复正常后，可通过注入孔注入液压油，使阀重新处于打开状态。

3.1.4 技术指标：

3.1.5 应用情况：已在SZ36-1 D9Sa等井中成功应用。

3.2 连续抽油杆技术

3.2.1 开发说明：常规地面驱螺杆泵技术采用的普通抽油杆每根长度为8～10m，每根抽油杆通过两端螺纹扣进行相连，这样海上油田每口地面驱螺杆泵油井需要用到1000～2000根抽油杆（海上油田一般泵挂斜深为900～1600m），这样整口油井就有1000～2000个抽油杆连接点，由于抽油杆连接都是人工进行操作，存在上扣力矩不均的情况，每个连接点都存在脱扣等风险；另外，整口井抽油杆的连接下入时间一般为5～8小时，作业时效较差。而开发出的连续抽油杆是长度可定制的一体抽油杆，每口井只需要一根连续抽油杆即可，无需进行抽油杆的连接，大大消除了抽油杆脱扣的风险，而且能显著提高作业时效。

3.2.2 功能：传递扭矩，将地面驱动装置的扭矩传递至井下螺杆泵转子，驱动转子旋转进而将井液举升至地面。

3.2.3 技术简述：连续抽油杆是长度可定制的一体抽油杆，成盘放在连续抽油杆卷盘内，根据需要一般一盘连续抽油杆长度为1000～2000m。海上油田作业时，每口井只需要一根连续抽油杆即可，无需进行抽油杆的连接，针对海上油田连续抽油杆具有如下技术优势：（1）无需抽油杆连接点，消除了抽油杆脱扣等的失效风险；（2）由于无需进行抽油杆连接，一般一口井抽油杆下入时间约为1～2小时，相对普通抽油杆提高作业时效60%以上；（3）作业简便，节省人力；（4）水损小，消除了抽油杆接箍造成的水损；（5）由于没有抽油杆接箍，重量比相应的普通抽油杆柱降低8%～10%。

3.2.4 技术指标：连续抽油杆技术参数见表1。

3.2.5 应用情况：已在NB35-2油田、SZ36-1油田等成功应用约20井次。

3.3 大通径反洗阀技术

3.3.1 开发说明：由于螺杆泵定子和转子式密封配合的，运行中的螺杆泵一旦停泵，泵上油管内的砂粒等固体颗粒就会沉降在螺杆泵上端，如果油井内固体颗粒含量过多，就会造成砂埋管柱，而无法启泵，甚至无法起出抽油杆。而为此特开发出大通径反洗阀，安装在螺杆泵上端，停泵后可以进行油套环空反洗井，防止砂埋螺杆泵管柱情况的发生。

3.3.2 功能：停泵后或启泵前，提供大通道反洗井功能，防止砂埋螺杆泵管柱。

3.3.3 技术简述：反洗阀主要有中心管、活塞、复位弹簧和调节环和上下接头等零件可构成，中心孔上均匀分布这过流孔。正常生产时，在复位弹簧的作用下，活塞顶在反洗阀的下端面上，并密封住过流孔；洗井作业时，油套环空内注入洗井液，在洗净液压力下，活塞克服弹簧力等上移，露出中心管上的过流孔，洗井液从过流孔进入油管内进行洗井；洗井结束后，活塞在复位弹簧力和自身重量作用下下移，重新密封住过流孔，进而可以正常生产。

3.3.4 技术指标：

密封压力：21MPa

反洗开启压差：0.5～1.5MPa

3.3.5 应用情况：已在NB35-2油田、SZ36-1油田等成功应用约30余井次。

4 地面驱螺杆泵采油工艺在海上油田的应用

表2为截至2015年底，地面驱螺杆泵在中海油海上油田应用统计情况，总体应用情况良好。

以NB35-2B1井为例，现做如下应用情况分析总结：该井开采层位明化镇（Nm），顶深为1647.1m，低深为2043m。油层有效厚度为32.8m，孔隙度为24.4%～32%，渗透率为99.8～2329.4mD，油藏压力为11.2MPa，油藏温度为56℃。地下黏度为2056MPa·s，井口黏度为8000～10000MPa·s。最大井斜72.86°，泵挂处井斜68°，轻微出砂，地层供液不足，地质设计产液15m3/d。

针对该井大斜度、油稠等井况特点，采取了尽量调低泵转速，以抽油杆载荷最小为优先选泵优化指标进行了选泵优化设计，该井于2007年10月下入螺杆泵生产。在使用杆驱螺杆泵之前，NB35-2B1井一直在使用电潜离心泵进行开采，检泵作业频繁，共计下入了4套电潜离心泵，平均检泵周期只有99天。杆驱螺杆泵经过改进研究，下井投用以后，最终的设备运转时间超过了1500天，系统运行效率达到89%，为前期所下电潜离心泵的3.7倍，运行寿命大大提高，达到了前期所下电潜离心泵的10倍以上，最终产生的经济效益为4000多万元。

参考文献

[1] 罗英俊，万仁溥.采油技术手册[M].北京：石油工

业出版社，2005.

[2] 姚春东.石油矿场机械[M].北京：石油工业出版

社，2012.

[3] 胡才志.螺杆泵采油工艺技术在埕岛油田的应用研究

[J].中国海上油气（工程），2003，15（2）.

作者简介：崔澎涛，男，中海石油（中国）有限公司天津分公司工程技术作业中心工程师，研究方向：机械采油。

（责任编辑：秦逊玉）