1.大庆油田有限责任公司第八采油厂；2.大庆油田有限责任公司第十采油厂
摘要：在更换水表芯子时，时常会发生注水井干式水表芯子被水锈卡死在水表壳内无法取出的现象，为了不损坏设备和不造成人身伤害，研制了取干式水表芯子装置。利用内筒固定水表芯子，外筒支撑，旋转上部螺母将内筒沿着螺杆的紧固方向，向上提起，从而内桶带动水表芯子一同拔起，不管水表芯子被水锈卡成什么程度，都会轻易取出。取水表芯子装置采用外筒＋内筒＋导向螺栓＋助力轴承＋垫片的结构设计，截止到2019年11月份，取干式水表芯子装置应用在37口因水锈卡住水表芯子而无法拔出的注水井，取出37次，效果很好，设备无损坏，平均取出时间由原来的15分钟缩短为现在的1分钟，节约工人劳动时间10倍以上，劳动效率提高了1000%，为工人的安全提供了保障。
关键词：水表芯子；内筒；外筒；更换；水锈；安全；效率
1.问题的提出
我们井组的日常管理中，每个阶段都要进行针对本井组的动态分析，而注水井往往在动态分析中占有主导地位，所以也就要求我们井组注够水是基础，注好水是关键。要保证注够水、注好水，就要严格执行“三定、三率、一平衡”的注水原则，这就要求我们平稳调控，及时按配注量进行注水。水表则是计量瞬时流量的设备，若出现问题则无法对液体的瞬时流量进行计量，也就保证不了注好水了。为什么要更换干式水表芯子？原因有以下几点：（１）长期停住井或周期注水的注水井要开井时水表内未注满清水或操作不平稳，导致表芯受冲击而损坏。（２）顶尖或轴套磨损严重，导致叶轮被叶轮盒壁卡住。（３）长时间注水因注入水质中含有油污或杂质造赃物卡住翼轮或中心齿轮。我们更换下来的水表芯子并不是都报废了，往往经过修复还可以在使用，经过修旧利废可以节约企业的成本，为企业创造效益。
在更换干式水表芯子时要按照严格的操作程序操作：首先准备好工用具，穿戴好劳保用品，检查流程是否正确，关闭上下流阀门，打开放空放净管线内压力在开始操作。卸掉压盖螺栓，取出旧水表，记录旧水表钢号，同时清理水表盒内赃物，更换同型号的新的水表芯子并涂抹黄油，记录新水表钢号，对角上紧水表压盖螺栓，关闭放空阀门，打开下流阀门试压，合格后开大上流阀门，利用下流阀门按配注量调控瞬时流量。
在更换干式水表芯子时候，总会遇到因水锈卡住水表芯子而导致取不出来的现象，我们常规方法(1)取芯子时用一字型改锥来撬水表芯子的凹槽，利用三点法撬起，但因长时间不更换水表，水锈把水表粘在水表盒壁上，往往撬不动把水表芯子把凹槽撬怀，造成水表芯子不能修复在利用。(2)用手锤敲击法兰，使水表震动，然后撬出，结果损坏了设备还是取不出来，(3)利用井底压力顶水表，违反操作规程对人员安全带来影响。为了节省操作操作时间，提高工作效率，不损坏设备和不影响操作人员安全，研制了取干式水表芯子装置。
2.结构组成
取干式水表芯子装置主要由外筒、内筒、导向螺栓、助力轴承、上下垫片等部分组成（图１）.具体结构见图１.
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图1取干式水表芯子装置结构示意图
该装置内筒和外筒通过导向螺栓连接，配合助力轴承旋转螺母，进行升降内筒。
3.工作原理及技术参数
3.1工作原理
用该装置取干式水表芯子，改变了过去三点法取水表的原理，由过去的点接触变成面接触，首先将内外筒先拆开，通过两个半圆型的内筒，固定在干式水表芯子的凹槽内，内筒的下部凸台与水表的凹槽完全咬合，内筒起固定水表芯子作用，在把外筒套在内筒上，外筒起支撑和限位作用，将外筒下部支撑在法兰端面上，导向螺母把内外筒连接起来，在外筒上部安装垫片和助力轴承，将其套在导向螺栓上，通过外筒的径向限位，利用内外筒的高度差，拧紧螺母即可将内筒与水表芯子一起向上提起一定高度，从而取出因水锈卡在盒壁上的水表芯子。
3.1.1外筒
外筒由外套筒和上部工作槽两部分组成，材质为45＃钢制成，具有一定的强度和耐磨性，可支撑各种卡死的水表芯子。加工表面粗糙度为3.2，并带有2mm的倒角，光滑不伤手，外筒长度112mm，外径118mm，内径105mm，上部工作槽外径60mm，内径46mm，深13mm。工作槽中心有直径26mm的通孔，用于穿过导向螺栓并同时穿过工作槽内的垫片和助力轴承。
3.1.2内筒
内筒材质为45#钢制成，形状为两个半圆型结构，外径104mm，内径94mm，下部有厚度2.5mm，直径为86mm的凸台，与水表芯子上的凹槽正好可以咬合。上部中心位置有直径37mm,深3mm的凹槽，中间有直径27的通孔，用于固定导向螺栓。
3.1.3导向螺栓和螺母
导向螺栓采用国家标准的Ｍ24×2的普通螺纹，下部为直径37mm,厚度6mm的圆形座和直径为37mm,厚度为3mm的圆形座，两座中间为直径26.5mm，厚度7mm的凹槽与内筒上部进行连接，并配有厚度20mm的螺母。
3.1.4助力轴承
助力轴承为内径26mm，外径46mm的滚珠轴承，安装在外筒的工作槽内，通过垫片与螺母接触，在拧紧导向螺栓上的螺母时，通过助力轴承上的滚珠，可以很省力的旋转螺母。
3.1.5上下垫片
上下垫片内径26.5mm，外径47mm，厚度6mm。安装在助力轴承的上下部，避免轴承与螺母和工作槽地面直接接触，起保护轴承作用，并传递作用力。
3.2取干式水表芯子装置的适用条件
（１）适用于JLGG-DZ-25系列各式干式水表芯子。
（２）长期没更换过水表，因水锈卡死在水表盒壁上的干式水表芯子。
4.室内模拟及现场实验
为了保证该取水表芯子装置在生产操作上的使用，首先制作完后在室内进行模拟实验。
4.1室内模拟实验
由表１看出，我们用一个型号为JLGG-DZ-25智能数显水表机芯，然后卸开该装置内筒的两个半圆，将其套在水表芯子上，内筒下部凸台与水表的凹槽大小合适，完全咬合。在装其外筒，拧紧螺母，水表与内筒同时提起，效果良好。
表１ 水表芯子外部尺寸与内筒内部尺寸对照表
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4.2现场实验
2018年５月13日，在某注水间内，某注水井属于周期注水的按计划开井，但在开井发现水表不转，需要换水表芯子，工人按照更换干式水表芯子的操作规程进行了更换。但在取水表时候用一字型改锥无法撬动水表芯子，用手锤击打表壳边缘震动，操作15分钟仍不见效果，水表依旧牢牢的卡死在水表盒壁上。立即使用研制的取干式水表芯子，不到一分钟将水表芯子平稳取出，设备无损坏，人身没有受到伤害。
5.现场应用
2018年７月——2019年11月，研制的取干式水表芯子装置应用注水井37口，每口井取水表芯子时间都不到一分钟，节约工作时间约490分钟左右。由现场应用可以得出：
（１）该装置重量轻，安装方便。
（２）采用面接触的起水表芯子方法比三点式更加平稳，可靠。
（３）用该装置操作的时间要比过去的方法所使用的时间提高10倍以上，提高了工作效率。
（４）该装置使用时，避免了设备的损坏和人身的伤害，节约了修旧利废的成本和避免了违章操作。
6.结论
（１）取干式水表芯子装置结构设计合理，适用于JLGG-DZ-25系列因水锈卡死在盒壁上的水表芯子，效果明显。
（２）整体重量轻，约5kg，安装方便，操作简单，男女员工都可以轻易取出水表芯子。
（３）虽然该装置取水表平稳、快捷，但还存在问题，内筒凸台直径不能任意转换，要想适用范围更广，必须制作多种直径的内筒凸台。
（４）该装置使用效果明显，取代了原有的操作方法，可以在油田推广，具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]《注水井故障与处理》石油石化职业技能培训教程，石油工业出版社2013.9
[2]石克禄主编.采油井、注水井生产问题百例分析.北京：石油工业出版社，2005
作者简介
祝关伟，男，1976年出生，采油高级技师，现主要从事采油岗位工作。