油井桿管清洗技術(shù)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(shù)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

0 引言

油井作業(yè)過程中，如何實(shí)現(xiàn)作業(yè)清潔化是近年來困擾油田生產(chǎn)的難題。目前油井作業(yè)過程中，有三種清洗方式：現(xiàn)場(chǎng)蒸汽清洗、運(yùn)送至專業(yè)清洗廠清洗和井筒密閉蒸汽清洗。

1 現(xiàn)場(chǎng)蒸汽清洗[1]

修井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采用鍋爐車產(chǎn)生的蒸汽對(duì)桿管進(jìn)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(shí)，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(nèi)外壁、抽桿表面的蠟、死油融化，實(shí)現(xiàn)清洗，返出的污油水直接落到鋪有環(huán)保塑料墊的地面上。現(xiàn)場(chǎng)蒸汽清洗工藝主要存在以下問題：(1)刺洗時(shí)間長，平均每根油管的綜合刺洗時(shí)間為3min，含蠟嚴(yán)重的油管至少需要8min；(2)若油管內(nèi)死油堵塞嚴(yán)重，返出的污油水會(huì)直接從油管接箍處噴出，刺向操作人員和附近抽油機(jī)等設(shè)備，威脅現(xiàn)場(chǎng)操作人員人身安全，污染附近地面環(huán)境、設(shè)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(yán)，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(dòng)強(qiáng)度大。操作時(shí)，需要1 人手握刺槍刺洗，另1 人在油管末端堵?lián)鹾陀^察，占用人力資源，在人手緊張時(shí)，有時(shí)不得不停工。

目前，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高、作業(yè)管控加強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)管桿清洗已基本不用。

2 運(yùn)送至專業(yè)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(zhì)量差，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。后來采用中頻高壓清洗油管工藝對(duì)油管修復(fù)清洗。主要設(shè)備為中頻加熱設(shè)備和高壓旋轉(zhuǎn)內(nèi)、外清洗設(shè)備。桿管外壁清洗工藝采用刷式清洗機(jī)與高壓射流裝置結(jié)合；管內(nèi)壁采用清洗鉆通與高壓射流裝置結(jié)合。中頻高壓清洗油管過程中，油管本體經(jīng)過中頻加熱瞬間達(dá)到120～200℃，再通過高壓水射流設(shè)備，清除油管內(nèi)外壁的油污。其優(yōu)點(diǎn)是：(1)節(jié)約鍋爐維護(hù)費(fèi)，減少生產(chǎn)運(yùn)行安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)；(2)滿足環(huán)境保護(hù)要求；(3)自動(dòng)傳輸管桿，減少操作人員，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；(4)根據(jù)溫度變化和桿管結(jié)蠟嚴(yán)重程度，自動(dòng)設(shè)置，達(dá)到清潔環(huán)保的目的。但由于桿管集中回收清洗涉及運(yùn)輸、清洗等環(huán)節(jié)，不僅存在運(yùn)輸過程中油污的跑、冒、滴、漏的安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，且工期長，影響作業(yè)時(shí)效。具體體現(xiàn)在：(1)自動(dòng)化操作系統(tǒng)時(shí)有故障，長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，容易因故障停工，進(jìn)而導(dǎo)致區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)全面停工；(2)實(shí)施桿管整體回收后，油管、抽油桿運(yùn)輸量增加，采用吊卡組合或自卸吊的方式進(jìn)行回收，運(yùn)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(shè)備、地面；(4)因噪音問題產(chǎn)生的工農(nóng)關(guān)系，增加夜班不可行，影響作業(yè)進(jìn)度。

新兩法已正式實(shí)施，兩法要求：“不具備安全環(huán)保生產(chǎn)條件的，不得從事生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)”，環(huán)境污染的性質(zhì)已由“違規(guī)”上升為“違法”。如何滿足新兩法的基本要求，適當(dāng)降低人工、運(yùn)輸費(fèi)用，解決小修作業(yè)過程油水不落地的問題，是桿管清洗技術(shù)迫切需要解決的問題。

3 管桿井筒內(nèi)蒸汽清洗密閉回收技術(shù)[3]

合法合規(guī)、經(jīng)濟(jì)高效是當(dāng)前環(huán)保工作面臨的首要任務(wù)。管桿井筒內(nèi)蒸汽清洗密閉回收技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。管桿現(xiàn)場(chǎng)密閉清洗技術(shù)以高溫蒸汽密閉清洗為核心，實(shí)現(xiàn)抽油桿、油管密閉連續(xù)清洗，清洗液回收。該技術(shù)裝備包括抽油機(jī)節(jié)能環(huán)保作業(yè)工程車、油管內(nèi)外壁清洗裝置和抽油桿清洗裝置。

(1)主要設(shè)備構(gòu)成。由三個(gè)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(huán)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(dǎo)，升溫快，最高溫度達(dá)180℃，刺洗壓力最高達(dá)10MPa。由換熱主機(jī)、燃燒器、補(bǔ)水泵集合成多功能高溫車。

油氣水回收分離處理循環(huán)再利用部分：清洗過程中產(chǎn)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(huán)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(jí)加壓技術(shù)，將冷水加溫加壓成高溫高壓水，通過井口刺洗裝置對(duì)油桿、管起出井口時(shí)同步清洗，即在油管、桿起出井口時(shí)完成外壁清洗；油管內(nèi)壁清洗，將油管內(nèi)壁射流清蠟器下入油管中，經(jīng)高溫蒸汽熱水加壓后，油管內(nèi)壁射流清蠟器運(yùn)行至管柱底部，完成清洗油管內(nèi)壁清洗，從而達(dá)到作業(yè)清潔化的目標(biāo)。

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(jīng)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(nèi)壁射流清蠟器、油管內(nèi)壁清洗快速堵頭、氣動(dòng)回收桶，快速清洗油管內(nèi)壁。

(3)配套技術(shù)。井筒內(nèi)蒸汽清洗密閉回收工藝技術(shù)已形成清潔環(huán)保節(jié)能配套技術(shù)系列。

(a)管漏、卡泵(無溢流)直接采用井筒內(nèi)蒸汽除蠟密閉回收技術(shù)。(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(shù)與井口接液箱配合使用，油管內(nèi)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(fù)壓回收。(c)結(jié)垢、結(jié)蠟嚴(yán)重井將油管內(nèi)壁清洗器前部改成旋轉(zhuǎn)刮削器，利用旋轉(zhuǎn)刮削器進(jìn)行刮蠟、刮垢通徑二次處理。(d)溢流大和特種舉升的井應(yīng)用便攜式軟體清潔工藝或鋼制環(huán)保平臺(tái)。(e)溢流較小的水井采用密閉回收技術(shù)與井口接液箱配合使用，油管內(nèi)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(fù)壓回收。

同時(shí)，為確保作業(yè)井安全、環(huán)保，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，配套相關(guān)井控設(shè)備，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

油管內(nèi)溢流井處置：采取溢流暫堵器進(jìn)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(jìn)行控制。管內(nèi)壁地面清洗時(shí)，采用清洗槍與回收系統(tǒng)互相配合進(jìn)行，保障清洗液不落地。

清洗抽油管內(nèi)外壁過程中的井控安全措施：根據(jù)井控要求，將快速堵頭設(shè)計(jì)壓力7 兆帕，并在氣動(dòng)回收夾桶上部安裝防噴盒。

4 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

為了評(píng)價(jià)密閉清洗回收技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益，在常規(guī)作業(yè)的基礎(chǔ)上開展整井回收和密閉清洗作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益分析。管桿整體回收與常規(guī)作業(yè)相比，通過對(duì)60 井次的整井回收開展經(jīng)營效益分析，可產(chǎn)生的費(fèi)用合計(jì)283.3 萬元；對(duì)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(chǎng)地整改費(fèi)用20 萬，費(fèi)用基本持平。密閉清洗回收經(jīng)濟(jì)效益與常規(guī)作業(yè)相比，作業(yè)效率有效縮短了施工及清蠟時(shí)間，作業(yè)時(shí)效節(jié)約41 分鐘，作業(yè)人員減少7 名，作業(yè)設(shè)備減少3 臺(tái)，單井運(yùn)行費(fèi)用降低1657 元。通過整井回收和密閉清洗回收作業(yè)分別與常規(guī)作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益分析，整井回收基本持平，密閉清洗工藝單井降低費(fèi)用1657 元。

5 結(jié)語

(1)通過進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全環(huán)保分析，密閉清洗技術(shù)可以改善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境，清潔、環(huán)保；提高作業(yè)效率，大大減少了油管、桿往返拉運(yùn)或在井場(chǎng)鍋爐車加人工清洗的時(shí)間；避免了對(duì)井場(chǎng)設(shè)備流程及周邊自然環(huán)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(yīng)性。

(2)針對(duì)有泄油器和結(jié)蠟不嚴(yán)重的井，可以先引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行服務(wù)；在技術(shù)服務(wù)的基礎(chǔ)上，改造現(xiàn)有洗井車；配套技術(shù)與管桿在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、管桿分級(jí)分類技術(shù)結(jié)合，提高作業(yè)時(shí)效，降低作業(yè)成本。