油管清洗泄油裝置的研制與應用

何武（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

針對油、水井作業(yè)起油管過程中管內(nèi)原油在井口外溢問題，目前主要通過在井下安裝泄油器的方式進行治理，從而釋放管內(nèi)液柱壓力，避免卸扣后管內(nèi)液體外溢而污染井場[1]。常規(guī)泄油器主要通過管內(nèi)投桿撞擊解封銷釘?shù)姆绞酱蜷_泄油口，因此該工具在抽油桿斷脫、管內(nèi)死油死蠟較多等井上，易出現(xiàn)撞擊桿投入困難，不能實現(xiàn)泄油功能的問題[2]。同時，雖然利用泄油器實現(xiàn)了減少管內(nèi)原油的目的，但管壁附著的死油死蠟和附著水等仍然需要進行地面清洗，不可避免會產(chǎn)生落地油對井場造成污染，難以達到環(huán)保要求[3]。為此，研制了油管清洗泄油裝置，有效解決了常規(guī)泄油器適應性差、地面清洗油管易污染環(huán)境等問題。

1 裝置的構(gòu)成和工作原理

1.1 構(gòu)成

1.1.1 爆破式泄油器

爆破式泄油器主要由油管連接短接、清洗器托盤、泄油體、爆破片、壓環(huán)組成（圖1）。

中心管內(nèi)設(shè)計可過液錐形清洗器托盤，用于井下回收油管內(nèi)壁清洗器；泄油口由防腐防垢材質(zhì)的爆破片封堵，并利用壓環(huán)限位固定，通過專用工具可卸下壓環(huán)，對舊爆破片進行更換以及對泄油口進行清洗。

圖1 爆破式泄油器結(jié)構(gòu)

1.1.2 油管內(nèi)壁清洗器

油管內(nèi)壁清洗器主要由滑動體、滑塊、膠筒體、刮削皮碗、擋塊、椎體、噴射頭組成（圖2）。

清洗器上端有滑塊與滑動體組成的鎖定機構(gòu)，避免清洗過程中出現(xiàn)工具上竄問題；高壓水力噴射頭可對油管內(nèi)壁進行高效清洗，同時降低了清洗器下行阻力，最后在刮削皮碗的二次刮削清洗作用下，實現(xiàn)油管內(nèi)壁清洗功能。

1.2 工作原理

作業(yè)完井時提前將爆破式泄油器安裝在抽油泵的短接上。修井作業(yè)時通過油管正打壓至預定值使爆破片碎裂，泄油口開啟，實現(xiàn)起油管過程中泄油功能；然后將油管內(nèi)壁清洗器從井口投入油管，通過泵車向管內(nèi)打壓，在水力壓差的作用下，推動清洗器向下運動，泵車內(nèi)液體通過噴射頭完成對油管內(nèi)壁的噴射清洗；同時皮碗的刮削功能可對管壁進行無死角清理，達到油管內(nèi)壁高效清理目的[4]。

2 室內(nèi)實驗

2.1 爆破式泄油器承壓

圖2 油管內(nèi)壁清洗器結(jié)構(gòu)

將泄油器上接頭連接打壓管線，下接頭連接絲堵，連接完畢后分別打壓5MPa、10MPa、15MPa，并分別穩(wěn)壓5min，觀察管線是否有滲漏現(xiàn)象。重新啟動打壓開關(guān)，觀察壓力表數(shù)值，直至爆破片爆破，并記錄壓力表數(shù)值；重新安裝泄油器爆破片，重復實驗5次，分別記錄爆破時壓力表數(shù)值。

6次實驗結(jié)果見表1。由實驗結(jié)果可知，爆破式泄油器絕對爆破壓力在20～22MPa范圍，按葡萄花油田平均泵深1000m計算，壓降損耗約10MPa，因此泄油器爆破壓差在10～12MPa范圍。

表1 爆破式泄油器承壓實驗結(jié)果

2.2 油管內(nèi)壁清洗器清洗效果

打壓管線下端連接實驗用油管，并對清洗前油管拍照用于對比；然后在油管底端連接絲堵與泄油閥，連接完畢后將油管內(nèi)壁清洗器放入打壓管線內(nèi)，并開始向管線打壓，直至聽到清洗器與絲堵碰撞聲后停止打壓；記錄壓力數(shù)值，打開泄油閥待壓力歸零后拆下管線，觀察清洗后油管內(nèi)壁情況。

使用油管內(nèi)壁清洗器清洗油管的情況見圖3、圖4。可以看出，清洗前油管內(nèi)壁油蠟黏附情況明顯，而清洗后油管內(nèi)壁清潔如新，達到清洗目的。

3 現(xiàn)場應用

3.1 清洗泄油效果

2016年共計43口井應用油管清洗泄油裝置。其中，6口井在完井后進行了打壓、起管柱驗證，現(xiàn)場泄油成功率100%，起出油管觀察內(nèi)壁均干凈、無死油死蠟，達到清洗油管內(nèi)壁及泄油目的（表2）。

3.2 清洗效率對比

與常規(guī)蒸汽熱洗方式對比，使用油管清洗泄油裝置清洗油管內(nèi)壁增加了打壓下入內(nèi)壁清洗器的時間，但節(jié)約了地面清洗時間。統(tǒng)計現(xiàn)場試驗的6口井，平均單井下入內(nèi)壁清洗器的時間為0.25h，若采用地面蒸汽熱洗方式預計最短用時為2.5h，平均單井油管內(nèi)壁清洗可節(jié)約2.25h以上[5]。

圖3 清洗前油管

圖4 清洗后油管

此外，在爆破式承壓試驗中，通過測量試驗前后皮碗直徑計算得出，皮碗累計可使用15km[6]，平均單井（按平均泵深1000m計算）清洗費用僅為100元。而采用地面蒸汽熱洗方式平均單井需油料等費用360元，平均單井油管內(nèi)壁清洗可節(jié)約260元。

4 結(jié)論

1）油管清洗泄油裝置可在抽油桿斷脫等不同井況上實現(xiàn)作業(yè)泄油目的，同時還能對油管內(nèi)壁進行連續(xù)高效清洗，降低了作業(yè)時管內(nèi)溢出液對環(huán)境的污染，符合清潔化作業(yè)要求。

表2 油管清洗泄油裝置現(xiàn)場應用情況

2）應用油管清洗泄油裝置后，起出的油管無需進行地面清洗，節(jié)約了油管清洗時間，提高了作業(yè)施工效率。

3）泄油器爆破片破碎后，以及清洗器皮碗累計刮削約15km后，均可再次更換相應零件后重復利用，降低了投入成本。

[1]張亞明，高巖，張裔，等.油管錨式泄油器的研制與應用[J].油氣井測試，2010，19（3）：71-72.

[2]吳彥生，劉永學，陳軍，等.頂桿式泄油器的設(shè)計及應用[J].新疆石油科技，2014，24（2）：51-54.

[3]王子義.桿管刺洗技術(shù)現(xiàn)場試驗分析[J].勘探開發(fā)，2016（6）：195.

[4]李健雄，孫飛，李傳樂，等.可關(guān)閉旋轉(zhuǎn)式泄油器的研制與應用 [J].石油鉆采工藝，2015，37（5）：128-130.

[5]趙江源，張紅運，劉西洲，等.淺談油管內(nèi)徑切削刺洗裝置的技術(shù)改造[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2012（10）：91.

[6]馮定，黃朝斌，李壽勇，等.油管清洗方法應用與研究[J].斷塊油氣田，2010，17（1）：102-104.