油井桿管清洗技術效果分析

高麗 唐海軍(中國石化江蘇油田分公司石油工程技術研究院，江蘇 揚州 225009)

0 引言

油井作業過程中，如何實現作業清潔化是近年來困擾油田生產的難題。目前油井作業過程中，有三種清洗方式：現場蒸汽清洗、運送至專業清洗廠清洗和井筒密閉蒸汽清洗。

1 現場蒸汽清洗[1]

修井作業現場采用鍋爐車產生的蒸汽對桿管進行人工刺洗。清洗前將管桿碼放在專門配備的管垛上。清洗時，操作人員手握刺槍噴刺管桿，高溫氣流從槍口噴刺桿管，將油管內外壁、抽桿表面的蠟、死油融化，實現清洗，返出的污油水直接落到鋪有環保塑料墊的地面上?，F場蒸汽清洗工藝主要存在以下問題：(1)刺洗時間長，平均每根油管的綜合刺洗時間為3min，含蠟嚴重的油管至少需要8min；(2)若油管內死油堵塞嚴重，返出的污油水會直接從油管接箍處噴出，刺向操作人員和附近抽油機等設備，威脅現場操作人員人身安全，污染附近地面環境、設備。在有些油管很難刺通的情況下，需要水泥車用清水打通后才能清洗；(3)槍頭與油管接箍處密封不嚴，油管末端出口無阻擋，蒸汽損耗大，熱能利用率低；(4)操作人員手持刺洗槍，勞動強度大。操作時，需要1 人手握刺槍刺洗，另1 人在油管末端堵擋和觀察，占用人力資源，在人手緊張時，有時不得不停工。

目前，隨著環保標準提高、作業管控加強，現場管桿清洗已基本不用。

2 運送至專業清洗廠清洗[2]

最初采用的油管清洗方法是用清洗劑浸泡和蒸汽刺掃，這種清洗工藝清洗質量差，工人勞動強度較大。后來采用中頻高壓清洗油管工藝對油管修復清洗。主要設備為中頻加熱設備和高壓旋轉內、外清洗設備。桿管外壁清洗工藝采用刷式清洗機與高壓射流裝置結合；管內壁采用清洗鉆通與高壓射流裝置結合。中頻高壓清洗油管過程中，油管本體經過中頻加熱瞬間達到120～200℃，再通過高壓水射流設備，清除油管內外壁的油污。其優點是：(1)節約鍋爐維護費，減少生產運行安全環保風險；(2)滿足環境保護要求；(3)自動傳輸管桿，減少操作人員，降低工人勞動強度；(4)根據溫度變化和桿管結蠟嚴重程度，自動設置，達到清潔環保的目的。但由于桿管集中回收清洗涉及運輸、清洗等環節，不僅存在運輸過程中油污的跑、冒、滴、漏的安全環保風險，且工期長，影響作業時效。具體體現在：(1)自動化操作系統時有故障，長時間超負荷運轉，容易因故障停工，進而導致區域現場作業全面停工；(2)實施桿管整體回收后，油管、抽油桿運輸量增加，采用吊卡組合或自卸吊的方式進行回收，運輸效率及安全性都有一定的局限；(3)管桿傳輸過程附帶的油污滴落，污染設備、地面；(4)因噪音問題產生的工農關系，增加夜班不可行，影響作業進度。

新兩法已正式實施，兩法要求：“不具備安全環保生產條件的，不得從事生產經營活動”，環境污染的性質已由“違規”上升為“違法”。如何滿足新兩法的基本要求，適當降低人工、運輸費用，解決小修作業過程油水不落地的問題，是桿管清洗技術迫切需要解決的問題。

3 管桿井筒內蒸汽清洗密閉回收技術[3]

合法合規、經濟高效是當前環保工作面臨的首要任務。管桿井筒內蒸汽清洗密閉回收技術應運而生。管桿現場密閉清洗技術以高溫蒸汽密閉清洗為核心，實現抽油桿、油管密閉連續清洗，清洗液回收。該技術裝備包括抽油機節能環保作業工程車、油管內外壁清洗裝置和抽油桿清洗裝置。

(1)主要設備構成。由三個部分組成：冷水加熱熱水加壓部分、油氣水回收分離處理循環再利用部分、配套井口專用清洗裝置部分。

冷水加熱熱水加壓部分：真空傳導，升溫快，最高溫度達180℃，刺洗壓力最高達10MPa。由換熱主機、燃燒器、補水泵集合成多功能高溫車。

油氣水回收分離處理循環再利用部分：清洗過程中產生的污油污水及井下氣體，可以同步回收、分離、處理，處理后的分離水循環再利用供清洗油管桿使用，不污染地層。

配套井口專用清洗裝置部分：包括井口油桿外壁清洗裝置和井口油管外壁清洗裝置。

(3)工作原理。采用加熱及雙級加壓技術，將冷水加溫加壓成高溫高壓水，通過井口刺洗裝置對油桿、管起出井口時同步清洗，即在油管、桿起出井口時完成外壁清洗；油管內壁清洗，將油管內壁射流清蠟器下入油管中，經高溫蒸汽熱水加壓后，油管內壁射流清蠟器運行至管柱底部，完成清洗油管內壁清洗，從而達到作業清潔化的目標。

抽油桿清洗工藝：將抽油桿專用清洗器安裝在采油樹上，加熱的水經過清洗泵加壓后，直接送入抽油桿清洗器，在溫度和壓力的雙重作用下，在起抽油桿過程中，將抽油桿刺洗干凈。

油管清洗工藝：采用油管內壁射流清蠟器、油管內壁清洗快速堵頭、氣動回收桶，快速清洗油管內壁。

(3)配套技術。井筒內蒸汽清洗密閉回收工藝技術已形成清潔環保節能配套技術系列。

(a)管漏、卡泵(無溢流)直接采用井筒內蒸汽除蠟密閉回收技術。(b)斷脫井、無泄油器或泄油器無法打開井采用密閉回收技術與井口接液箱配合使用，油管內壁在地面清洗，采用擋板接液箱回收清洗液，箱滿由高溫車負壓回收。(c)結垢、結蠟嚴重井將油管內壁清洗器前部改成旋轉刮削器，利用旋轉刮削器進行刮蠟、刮垢通徑二次處理。(d)溢流大和特種舉升的井應用便攜式軟體清潔工藝或鋼制環保平臺。(e)溢流較小的水井采用密閉回收技術與井口接液箱配合使用，油管內壁在地面清洗，采用擋板接液箱回收清洗液，箱滿由高溫車負壓回收。

同時，為確保作業井安全、環保，降低施工風險，配套相關井控設備，降低作業風險。

油管內溢流井處置：采取溢流暫堵器進行控制溢流。

無泄油器井油管液及地面清蠟控制措施：采取安裝暫堵器進行控制。管內壁地面清洗時，采用清洗槍與回收系統互相配合進行，保障清洗液不落地。

清洗抽油管內外壁過程中的井控安全措施：根據井控要求，將快速堵頭設計壓力7 兆帕，并在氣動回收夾桶上部安裝防噴盒。

4 經濟評價

為了評價密閉清洗回收技術的經濟效益，在常規作業的基礎上開展整井回收和密閉清洗作業經濟效益分析。管桿整體回收與常規作業相比，通過對60 井次的整井回收開展經營效益分析，可產生的費用合計283.3 萬元；對比整井回收額外增加的303.1 萬元成本，考慮到一次性投入場地整改費用20 萬，費用基本持平。密閉清洗回收經濟效益與常規作業相比，作業效率有效縮短了施工及清蠟時間，作業時效節約41 分鐘，作業人員減少7 名，作業設備減少3 臺，單井運行費用降低1657 元。通過整井回收和密閉清洗回收作業分別與常規作業經濟效益分析，整井回收基本持平，密閉清洗工藝單井降低費用1657 元。

5 結語

(1)通過進行技術、經濟、安全環保分析，密閉清洗技術可以改善現場作業環境，清潔、環保；提高作業效率，大大減少了油管、桿往返拉運或在井場鍋爐車加人工清洗的時間；避免了對井場設備流程及周邊自然環境的污染，減少了污油污水污泥的排放，在油田具有一定的適應性。

(2)針對有泄油器和結蠟不嚴重的井，可以先引進技術進行服務；在技術服務的基礎上，改造現有洗井車；配套技術與管桿在線監測技術、管桿分級分類技術結合，提高作業時效，降低作業成本。