趙鵬

摘 要：隨著油田的開發(fā)，油井用管柱逐年加深，管壁結(jié)垢、銹皮、結(jié)蠟、稠油堆積等難清洗油管的數(shù)量逐年增多，此類油管因得不到修復(fù)或修復(fù)質(zhì)量不高而造成浪費(fèi)和出現(xiàn)質(zhì)量問題，增加了開發(fā)成本。

關(guān)鍵詞：難清洗油管；鉆通機(jī)；內(nèi)壁除銹

1.開發(fā)背景

勝利油田的大部分油井位于沿海地區(qū)，沿海地區(qū)由于靠海近，海水的腐蝕性較大，造成油井的作業(yè)管柱內(nèi)壁銹蝕厲害，有的油井區(qū)塊地下水組成復(fù)雜，水中雜質(zhì)較多，造成油管內(nèi)壁結(jié)垢嚴(yán)重，有的油井區(qū)塊原油的粘度較大，造成油管不能長時(shí)間使用，稠油堆積，還有的原油中含蠟較多，造成油管內(nèi)壁蠟油堆積，影響油管的正常使用，大大縮減了油管的使用周期，增加了原油的生產(chǎn)成本。針對(duì)上述問題，越來越多的油管內(nèi)壁清理方法被應(yīng)用，現(xiàn)就目前常用的油管內(nèi)壁清洗方法進(jìn)行簡單介紹：

1.1中頻加熱法

是根據(jù)待修復(fù)油管表面粘敷的物質(zhì)情況，采用變頻器調(diào)整電源頻率，對(duì)待修復(fù)油管進(jìn)行瞬間加熱，使油管內(nèi)外表面的油污和結(jié)蠟全面融化，而對(duì)油管本體金相組織不產(chǎn)生任何破壞的修復(fù)技術(shù)。

實(shí)踐證明，該方法有如下缺點(diǎn)：①加熱時(shí)，油污等雜物產(chǎn)生的油煙廢氣大，污染嚴(yán)重，對(duì)人和環(huán)境造成影響；②容易發(fā)生火災(zāi)；③加熱的溫度不容易確定，溫度太高會(huì)對(duì)油管本體金相組織產(chǎn)生破壞，溫度太低起不到加熱作用。

1.2水煮法

該方式是將從油井回收的油管再池內(nèi)進(jìn)行浸泡，加入充足的化學(xué)清洗劑，通過鍋爐加熱進(jìn)行水煮，以清洗掉油管內(nèi)外壁上的油污和泥沙，這種清洗方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，容易操作，一次性投資少；缺點(diǎn)是：①清洗劑采用強(qiáng)堿或強(qiáng)酸和其他有機(jī)化學(xué)物質(zhì)配制而成，對(duì)油管損害極大，造成油管內(nèi)外壁防腐層大面積脫落，使油管失去良好的保護(hù)；②環(huán)境污染嚴(yán)重：一方面清洗劑散發(fā)的氣體會(huì)對(duì)人體造成傷害；另一發(fā)面，清洗池里的污水回收困難；③勞動(dòng)強(qiáng)度大。清洗時(shí)，需要把油管從池子吊進(jìn)吊出，如果油管數(shù)量大，工作量會(huì)成倍增加；④成本較高。傳統(tǒng)油管修復(fù)用的清洗劑價(jià)格昂貴，加上人工成本，造成修復(fù)成本居高不下。

1.3直燃加熱油管水清洗法

直燃加熱油管水清洗法采用的是全封閉式油管清洗裝置，油管自動(dòng)輸入輸出，采用燃燒天然氣作為能源，熱水內(nèi)部循環(huán)，主傳輸機(jī)構(gòu)采用中心輪盤驅(qū)動(dòng)輸送方式，整個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)油管一站式清洗。

該清洗方式的優(yōu)點(diǎn)是：采用全封閉設(shè)計(jì)，能量散失?。幌潴w內(nèi)油管采用中心驅(qū)動(dòng)輪傳輸，避免了油管擠壓交錯(cuò)，故障率降低，提高了生產(chǎn)效率。但該方式也存在著致命缺點(diǎn)，一旦裝置內(nèi)部機(jī)械傳動(dòng)部分出現(xiàn)故障，維修時(shí)間較長，影響作業(yè)進(jìn)度。

2.設(shè)計(jì)思路

油管管體較長又是內(nèi)壁除銹，就需要進(jìn)入油管內(nèi)壁的除銹設(shè)備較長，要做到內(nèi)壁除銹還需要做到油管管體與內(nèi)壁除銹設(shè)備的相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)油管內(nèi)壁被清除掉的繡皮、水垢等還需要排出，這就需要用高壓水或高壓空氣清掃油管內(nèi)壁。經(jīng)過試驗(yàn)，內(nèi)壁除銹機(jī)前進(jìn)過程中除銹，高壓氣體的效果不是很理想，不能將清洗下的雜物及時(shí)清掃出油管。最后經(jīng)過權(quán)衡，該設(shè)備采用油管管體固定旋轉(zhuǎn)，用除銹設(shè)備噴出高壓水進(jìn)行除銹。高壓水射流清洗技術(shù)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：無環(huán)境污染；能清洗各種雜質(zhì)；成本低；清洗過后的油管無需做潔凈處理；易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，清洗效率高。

3.設(shè)計(jì)原理

（1）固定夾緊裝備：用三爪卡盤固定油管端頭，再用兩組支撐對(duì)滾輪支撐管體，保證了在工作過程中管體不會(huì)后退和上下跳動(dòng)，同時(shí)保證了油管與鉆頭的同軸度，延長鉆頭的使用壽命。用調(diào)速電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)油管旋轉(zhuǎn)，保證了設(shè)備的安全。

（2）除銹機(jī)：除銹機(jī)的鉆頭前端做成錐形，鉆頭上焊接高密度合金刀塊，鉆頭后端安裝可拆卸除銹鋼絲刷，除銹機(jī)電機(jī)固定在行進(jìn)小車上，行進(jìn)小車與行進(jìn)軌道通過鏈條、齒輪嚙合傳動(dòng)，此傳動(dòng)方式可為行進(jìn)小車提供足夠的動(dòng)力，保證了小車在管內(nèi)垢質(zhì)異?；蚬軆?nèi)有異物時(shí)不會(huì)停止前進(jìn)。只能沿固定線路前進(jìn)、后退，除銹機(jī)電機(jī)用調(diào)速控制，鉆頭前段鉆通幾個(gè)噴出高壓水的小孔，鉆頭后端通過空心桿連接，空心桿固定在行進(jìn)小車上，空心桿末端連接高壓軟管到高壓水泵，高壓水泵提供高壓水，水內(nèi)添加除油劑。

（3）供水系統(tǒng)：油管兩端各設(shè)置一個(gè)接水池，再設(shè)置一個(gè)蓄水池，兩個(gè)接水池連接到蓄水池。接水池內(nèi)設(shè)置過濾網(wǎng)，油管內(nèi)壁清洗出的水垢、銹皮等雜物被高壓水清洗后帶入接水池內(nèi)，經(jīng)過沉淀后，水利用地勢(shì)差流回蓄水池，用高壓泵從蓄水池抽水供給清洗油管內(nèi)壁的高壓水。

4.應(yīng)用分析

本設(shè)備是采用高壓水射流與機(jī)械聯(lián)合破巖的技術(shù)，具有工藝簡單、成本低、效率高的特點(diǎn)?？蓪?duì)內(nèi)壁的結(jié)垢、銹皮、結(jié)蠟、稠油堆積的油管進(jìn)行清洗，同時(shí)用高壓水將清理下的銹皮、水垢等沖出油管，經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，效果良好。本設(shè)備設(shè)計(jì)簡單，支撐管架可用報(bào)廢油管焊接，需要兩臺(tái)調(diào)速電機(jī)，一臺(tái)水泵，制造成本低廉。操作過程需1-2名操作工，因?yàn)樵撛O(shè)備是半自動(dòng)化操作，大大降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，手動(dòng)工作內(nèi)容結(jié)束后，操作工人可遠(yuǎn)離設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)部件，確保了操作工人的人身安全。

5.市場前景

本設(shè)備暫時(shí)應(yīng)用于勝利油田部分區(qū)塊的油井管柱修復(fù)，取得了較好的效果。在以前因銹皮、水垢、稠油、結(jié)蠟等原因不能修復(fù)繼續(xù)使用的油管，在經(jīng)過鉆通機(jī)的鉆通清洗后，內(nèi)壁清洗效果明顯，修復(fù)再利用率達(dá)到60%以上，大大延長了油管的使用周期，保證油水井作業(yè)質(zhì)量，延長檢泵周期，減少作業(yè)返工，降低了油井的生產(chǎn)成本，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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