自噴井、電泵井電子清蠟裝置的研究

富誠杰 楊昭 陶漢偉 楊曉童 任渴欣 張鑫（哈爾濱石油學院石油工程系，黑龍江 哈爾濱 150027）

油田開發過程中油井結蠟現象普遍存在，嚴重的影響了油井的正常生產，油管壁結蠟會減小油管口徑，降低油井原油產量，油井清蠟是油井正常生產的重要技術之一[1]。目前，國內常用于處理油井結蠟的方法都存在不足，為了克服這些不足，做了相關的研究工作，設計出一套由異形刀具、過線加重裝置、內置電動機、鎧甲電纜組成的適用于自噴井、電泵井等無抽油桿油井新型電子清蠟裝置[2]。

1.常用的清蠟方法及不足

1.1 熱洗清蠟

主要是利用熱洗和空心桿熱循環清蠟，理論上熱洗清蠟對油井生產不會造成影響，但從大量的生產實例得知，油井通過熱洗清蠟作業后，會造成近期無產液量，時間約為1-3天，這極大的影響油井的產出效率，其原因是進入地層的熱流體壓力過大，部分地層壓力較低的井會產生井底壓死的現象，原油無法通過油管，所以造成上述現象。

1.2 熱化學清蠟

為清除油管內壁沉積的蠟質，可采用熱化學清蠟。這是利用化學反應放熱來清除油管內壁蠟堵的，進而融化油管壁上的蠟質，使蠟質脫落，當脫落的蠟質過大時，不易被原油帶出，使油管堵塞，需要通過井下作業進行清蠟，增加生產成本。

1.3 機械清蠟

機械清蠟是將清蠟工具（刮蠟片）下入到油井內，利用加重桿的重力，刮蠟片把沉積在管壁上的蠟刮下或破碎，依靠油流帶到地面上來的工藝措施。由于刮蠟器外形的設計，而且動力不是很充足，當油管結蠟嚴重時，刮蠟片易卡在油管中，無法進行后續操作。

2.解決方法

2.1 針對機械清蠟動力不足的解決方案

針對現有機械清蠟方式動力不足的問題，經過認真的分析和討論，決定通過增加一個內置電動機，通過內置電動機直接帶動清蠟刀具旋轉，增大刀具的動力，使蠟質更好的清除。

2.2 針對刀具形狀不理想的解決方案

由于清蠟裝置需要在油井正常生產的情況下進行工作，為了不降低對正常生產的影響，決定研發一種新型的清蠟刀具，這種新型的清蠟刀是一種占體積較小的一種異形刀具。

3.新型電子清蠟裝置

綜合上述解決方案，研究開發了一款針對自噴井、電泵井等無抽油桿油井的新型電子清蠟裝置。

3.1 工作原理

新型電子清蠟裝置的工作原理就是通過裝置內部自帶的電動機帶動刀具旋轉，刀具與油管壁上的蠟質接觸，經過刀具的切削作用使蠟質成碎屑，而從油管壁上脫落下來隨石油帶出。

3.2 裝置結構組成及作用

新型電子清蠟裝置由鎧甲電纜、過線加重桿、信號線、測試專用電動機、金屬密封筒、密封蓋、清蠟刀具等組件組成。

3.2.1 鎧甲電纜

鎧甲電纜又稱為鎧裝電纜，鎧裝電纜是由不同的材料導體裝在有絕緣材料的金屬套管中，被加工成可彎曲的堅實組合體，之所以采用鎧甲電纜是因為鎧甲電纜的各個性能都優于普通電纜，鎧甲電纜的鎧甲部分為本裝置提供拉力以及工作時的反扭矩。

3.2.2 過線加重桿

由于新型電子清蠟裝置的工作環境為正常生產油井的油管內，向上的液流會對清蠟裝置穩定的工作狀態產生巨大的影響，所以增加一個加重桿有利于清蠟裝置的穩定，所謂的過線是指在加重桿中留一條可以通過鎧甲電纜的通道，用于連接下方的電動機。過線加重桿采用的材料區別于普通刮蠟片加重桿的鉛塊，采用的是比重更高的鎢塊，這樣加重效果會更好。

3.2.3 信號線

信號線起到與鎧甲電纜承接作用，并起導電作用。

3.2.4 電動機

電動機選用的是70V的直流測試專用電動機，選擇這種電動機主要有兩個原因，一是由于此電動機為測試專用電動機，所以對井下復雜的工作環境具有更好的適應能力；二是由于新型電子清蠟裝置考慮到了使用的方便性，可以直接使用試井車的電源，而試井車上電源即為直流電，所以采用直流型電動機。

3.2.5 金屬密封筒

金屬密封筒主要起到了保護電動機以及固定電動機的作用，因為裝置工作時是在流體環境中，所以為了防止電動機損壞，在外面加了一個金屬密封筒，金屬密封筒的內部類似于臺階的結構，是在其加工時銑出來的，與金屬密封筒為一體的，將電動機架到上面，然后用螺絲固定。

3.2.6 密封蓋

密封蓋主要就是起到密封作用，通過絲扣與上面的金屬密封筒連接，密封蓋中間處有一個孔，電動機的輸出軸就可以從孔中伸出。

3.2.7 清蠟刀具

清蠟刀具是新型電子清蠟裝置新設計的一種異形刀具。由于清蠟裝置工作時是在流體環境中，為了降低干擾，將清蠟刀具設計成一種所占體積小、清蠟效果好的異形刀具。將電動機的輸出軸插入刀具上部的凹孔，用銷子固定。工作時，電動機輸出軸帶動刀具旋轉進而切削蠟質，清蠟刀具的旋轉半徑較油管半徑小0.8-1.2mm。

4.結語

目前，自噴井、電泵井大部分屬于高產井，結蠟會對產油量產生較大的影響[5]，通過自噴井、電泵井電子清蠟裝置高效的清蠟之后，會減少蠟質對油管的影響，這既可使油井穩產，又可降低生產成本。

[1]岳振玉.油井清蠟作業用空心桿密封器的研制與應用[J].內蒙古石油化工,2013(3):22-23.

[2]曹瑾.油井自動清蠟節能工藝實踐[J].石油石化節能,2012(4):19-20.