自噴井、電泵井電子清蠟裝置的研究

富誠(chéng)杰 楊昭 陶漢偉 楊曉童 任渴欣 張?chǎng)危ü枮I石油學(xué)院石油工程系，黑龍江 哈爾濱 150027）

油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中油井結(jié)蠟現(xiàn)象普遍存在，嚴(yán)重的影響了油井的正常生產(chǎn)，油管壁結(jié)蠟會(huì)減小油管口徑，降低油井原油產(chǎn)量，油井清蠟是油井正常生產(chǎn)的重要技術(shù)之一[1]。目前，國(guó)內(nèi)常用于處理油井結(jié)蠟的方法都存在不足，為了克服這些不足，做了相關(guān)的研究工作，設(shè)計(jì)出一套由異形刀具、過(guò)線(xiàn)加重裝置、內(nèi)置電動(dòng)機(jī)、鎧甲電纜組成的適用于自噴井、電泵井等無(wú)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(huán)清蠟，理論上熱洗清蠟對(duì)油井生產(chǎn)不會(huì)造成影響，但從大量的生產(chǎn)實(shí)例得知，油井通過(guò)熱洗清蠟作業(yè)后，會(huì)造成近期無(wú)產(chǎn)液量，時(shí)間約為1-3天，這極大的影響油井的產(chǎn)出效率，其原因是進(jìn)入地層的熱流體壓力過(guò)大，部分地層壓力較低的井會(huì)產(chǎn)生井底壓死的現(xiàn)象，原油無(wú)法通過(guò)油管，所以造成上述現(xiàn)象。

1.2 熱化學(xué)清蠟

為清除油管內(nèi)壁沉積的蠟質(zhì)，可采用熱化學(xué)清蠟。這是利用化學(xué)反應(yīng)放熱來(lái)清除油管內(nèi)壁蠟堵的，進(jìn)而融化油管壁上的蠟質(zhì)，使蠟質(zhì)脫落，當(dāng)脫落的蠟質(zhì)過(guò)大時(shí)，不易被原油帶出，使油管堵塞，需要通過(guò)井下作業(yè)進(jìn)行清蠟，增加生產(chǎn)成本。

1.3 機(jī)械清蠟

機(jī)械清蠟是將清蠟工具（刮蠟片）下入到油井內(nèi)，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(lái)的工藝措施。由于刮蠟器外形的設(shè)計(jì)，而且動(dòng)力不是很充足，當(dāng)油管結(jié)蠟嚴(yán)重時(shí)，刮蠟片易卡在油管中，無(wú)法進(jìn)行后續(xù)操作。

2.解決方法

2.1 針對(duì)機(jī)械清蠟動(dòng)力不足的解決方案

針對(duì)現(xiàn)有機(jī)械清蠟方式動(dòng)力不足的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析和討論，決定通過(guò)增加一個(gè)內(nèi)置電動(dòng)機(jī)，通過(guò)內(nèi)置電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)清蠟刀具旋轉(zhuǎn)，增大刀具的動(dòng)力，使蠟質(zhì)更好的清除。

2.2 針對(duì)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(chǎn)的情況下進(jìn)行工作，為了不降低對(duì)正常生產(chǎn)的影響，決定研發(fā)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(kāi)發(fā)了一款針對(duì)自噴井、電泵井等無(wú)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(guò)裝置內(nèi)部自帶的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，刀具與油管壁上的蠟質(zhì)接觸，經(jīng)過(guò)刀具的切削作用使蠟質(zhì)成碎屑，而從油管壁上脫落下來(lái)隨石油帶出。

3.2 裝置結(jié)構(gòu)組成及作用

新型電子清蠟裝置由鎧甲電纜、過(guò)線(xiàn)加重桿、信號(hào)線(xiàn)、測(cè)試專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)、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(chēng)為鎧裝電纜，鎧裝電纜是由不同的材料導(dǎo)體裝在有絕緣材料的金屬套管中，被加工成可彎曲的堅(jiān)實(shí)組合體，之所以采用鎧甲電纜是因?yàn)殒z甲電纜的各個(gè)性能都優(yōu)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(shí)的反扭矩。

3.2.2 過(guò)線(xiàn)加重桿

由于新型電子清蠟裝置的工作環(huán)境為正常生產(chǎn)油井的油管內(nèi)，向上的液流會(huì)對(duì)清蠟裝置穩(wěn)定的工作狀態(tài)產(chǎn)生巨大的影響，所以增加一個(gè)加重桿有利于清蠟裝置的穩(wěn)定，所謂的過(guò)線(xiàn)是指在加重桿中留一條可以通過(guò)鎧甲電纜的通道，用于連接下方的電動(dòng)機(jī)。過(guò)線(xiàn)加重桿采用的材料區(qū)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(huì)更好。

3.2.3 信號(hào)線(xiàn)

信號(hào)線(xiàn)起到與鎧甲電纜承接作用，并起導(dǎo)電作用。

3.2.4 電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)機(jī)選用的是70V的直流測(cè)試專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)，選擇這種電動(dòng)機(jī)主要有兩個(gè)原因，一是由于此電動(dòng)機(jī)為測(cè)試專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)，所以對(duì)井下復(fù)雜的工作環(huán)境具有更好的適應(yīng)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(chē)的電源，而試井車(chē)上電源即為直流電，所以采用直流型電動(dòng)機(jī)。

3.2.5 金屬密封筒

金屬密封筒主要起到了保護(hù)電動(dòng)機(jī)以及固定電動(dòng)機(jī)的作用，因?yàn)檠b置工作時(shí)是在流體環(huán)境中，所以為了防止電動(dòng)機(jī)損壞，在外面加了一個(gè)金屬密封筒，金屬密封筒的內(nèi)部類(lèi)似于臺(tái)階的結(jié)構(gòu)，是在其加工時(shí)銑出來(lái)的，與金屬密封筒為一體的，將電動(dòng)機(jī)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(guò)絲扣與上面的金屬密封筒連接，密封蓋中間處有一個(gè)孔，電動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)的一種異形刀具。由于清蠟裝置工作時(shí)是在流體環(huán)境中，為了降低干擾，將清蠟刀具設(shè)計(jì)成一種所占體積小、清蠟效果好的異形刀具。將電動(dòng)機(jī)的輸出軸插入刀具上部的凹孔，用銷(xiāo)子固定。工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)而切削蠟質(zhì)，清蠟刀具的旋轉(zhuǎn)半徑較油管半徑小0.8-1.2mm。

4.結(jié)語(yǔ)

目前，自噴井、電泵井大部分屬于高產(chǎn)井，結(jié)蠟會(huì)對(duì)產(chǎn)油量產(chǎn)生較大的影響[5]，通過(guò)自噴井、電泵井電子清蠟裝置高效的清蠟之后，會(huì)減少蠟質(zhì)對(duì)油管的影響，這既可使油井穩(wěn)產(chǎn)，又可降低生產(chǎn)成本。

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

[2]曹瑾.油井自動(dòng)清蠟節(jié)能工藝實(shí)踐[J].石油石化節(jié)能,2012(4):19-20.