王志賢 劉書(shū)志 李俊峰 陳志成 董懷慶 （大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

油管地面清洗器的研究與應(yīng)用

王志賢 劉書(shū)志 李俊峰 陳志成 董懷慶 （大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

為進(jìn)一步提高油管地面清蠟效率的目的，研制了油管地面清洗器。油管地面清洗器主要由接頭、工作筒、連接盤、噴孔、軸座、轉(zhuǎn)軸和葉輪等組成，是集油管刺洗、刮蠟、通徑3項(xiàng)功能于一體的油管地面清蠟專用工具。清蠟時(shí)將清洗器安裝在鍋爐車蒸汽管線前端，由蒸汽先對(duì)油管內(nèi)部油蠟預(yù)熱，通過(guò)清洗器噴孔噴出的高壓蒸氣驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，將預(yù)熱后變軟的油蠟刮下，利用蒸汽將刮下油蠟融化成液體并帶出油管內(nèi)腔。清洗器的葉輪刮下的油蠟堵塞了油管內(nèi)腔，蒸汽無(wú)法立即排出，蒸汽在油管內(nèi)腔停留時(shí)間延長(zhǎng)，使蒸氣熱能得到了充分地利用。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，平均單井提高油管清蠟效率30%以上，對(duì)油管內(nèi)壁結(jié)蠟嚴(yán)重或蠟堵油管清蠟效果尤為顯著。

油管地面清洗器；刺洗；刮蠟；通徑

油井檢泵時(shí)起出原井油管通常是用鍋爐車進(jìn)行地面清蠟，因無(wú)專用工具，通常做法是在鍋爐車蒸汽管線前端安裝變徑鐵管，將鐵管前部細(xì)端部位砸扁后插入油管內(nèi)腔，利用鍋爐蒸汽熱量將油管內(nèi)部油蠟融化成液體并通過(guò)高壓蒸汽流帶出油管內(nèi)腔。刺洗過(guò)程中，高壓蒸汽無(wú)控制的高速噴出，在油管內(nèi)停留時(shí)間較短，剩余蒸汽直接從出口處流掉，熱能得不到充分利用，存在油管刺洗時(shí)間長(zhǎng)，油料消耗大，工作效率低等問(wèn)題，所以，研制了油管地面清洗器。

1 結(jié)構(gòu)組成

油管地面清洗器主要由8部分組成（圖1）。接頭與工作筒、連接盤與工作筒通過(guò)焊接方式連接，噴孔、軸座和轉(zhuǎn)軸通過(guò)連接盤為一個(gè)整體，葉輪通過(guò)軸孔套入轉(zhuǎn)軸并坐在軸座上，前端用螺絲固定。

圖1 油管地面清洗器結(jié)構(gòu)

2 工作原理及技術(shù)參數(shù)

2.1 工作原理

清洗器連接鍋爐車蒸汽管線后插入油管內(nèi)腔，清洗器噴出的一部分蒸汽將油管內(nèi)壁預(yù)熱，一部分通過(guò)清洗器內(nèi)腔噴孔噴出的高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)清洗器前端葉輪高速旋轉(zhuǎn)[1]，將預(yù)熱后的油蠟刮散刮碎，并將刮下的油蠟快速融化成的油蠟混合液體帶出油管。在刺洗油管的過(guò)程中，蒸汽方向經(jīng)葉輪作用后改變?yōu)樾毕蛴凸軆?nèi)壁，同時(shí)刮下的油蠟堵塞了油蠟液體向前的通道，迫使逐漸形成的油蠟液體通過(guò)清洗器和管線與油管壁間隙返回出口處排出，因增加了蒸汽在油管內(nèi)的停留時(shí)間，使蒸汽熱能得到了有效地利用，從而大幅提高油管地面清蠟效率。

1）接頭。清洗器接頭采用作業(yè)機(jī)液壓管線快速接頭公扣結(jié)構(gòu)，與鍋爐車蒸汽管線接頭規(guī)格型號(hào)一致，方便與鍋爐車蒸汽管線連接[2]。

2）工作筒。清洗器工作筒外徑為59 mm，與φ62 mm油管內(nèi)徑規(guī)尺寸相同（φ62 mm油管內(nèi)徑規(guī)尺寸外徑為59 mm），而且工作筒前端處理成像刀刃一樣鋒利，起到輔助刮蠟和通徑油管的作用。

3）連接盤。連接盤直徑為56 mm，焊接在工作筒內(nèi)部，連接盤與工作筒之間形成一個(gè)空腔，在蒸汽進(jìn)入工作筒內(nèi)腔到達(dá)噴孔之前起到了一個(gè)蓄能的作用。

4）噴孔。連接盤沿圓周均開(kāi)5個(gè)噴孔（圖

2），噴孔內(nèi)插有縮徑的導(dǎo)向管，作用是空腔內(nèi)蒸汽經(jīng)過(guò)噴孔可形成高壓蒸汽，為葉輪高速旋轉(zhuǎn)提供可靠的動(dòng)力。

5）軸座。連接盤將噴孔、軸座和轉(zhuǎn)軸連接為一個(gè)整體。軸座在連接盤的正中心位置，直徑為20 mm，高出連接盤4 mm，葉輪通過(guò)軸孔套進(jìn)轉(zhuǎn)軸并坐在軸座上，使葉輪與連接盤之間有4 mm的間隙，保證葉輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

6）轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸位于軸座正中心位置，且與軸座垂直，直徑×長(zhǎng)度為φ10 mm×42 mm，轉(zhuǎn)軸絲扣長(zhǎng)度為11 mm，通過(guò)螺絲固定葉輪。

7）葉輪。葉輪（圖3）有4個(gè)葉片，每片高32 mm，葉輪旋轉(zhuǎn)直徑為59 mm，5個(gè)噴孔與葉輪4個(gè)葉片配合，保證始終有1～2個(gè)噴孔在2個(gè)葉片之間，保證葉輪有持續(xù)高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，達(dá)到刮削油管內(nèi)壁油蠟的目的。

8）螺絲。固定螺絲內(nèi)扣長(zhǎng)為10 mm，螺絲擰緊后，螺絲與葉輪之間有1 mm的間隙，保證葉輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向與螺絲旋緊方向一致，使螺絲越來(lái)越緊，防止螺絲松動(dòng)，保證清洗器正常運(yùn)行。

圖2 清洗器的5個(gè)噴孔

圖3 清洗器的葉輪

2.2 主要技術(shù)參數(shù)

1）油管地面清洗器的工作筒外徑為59 mm，總長(zhǎng)度150 mm。

2）清洗器的5個(gè)噴孔直徑均為7 mm，噴孔方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较虿⑴c水平方向成60°夾角，與葉輪葉片成60°夾角，保證鍋爐車蒸汽經(jīng)過(guò)后噴孔形成高壓蒸汽并驅(qū)動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)。

3）葉輪與工作筒內(nèi)側(cè)及前端有一定的配合弧度和合適的配合間隙，保證噴孔噴出的高壓蒸汽能量全部作用在葉輪上，使葉輪在筒體內(nèi)側(cè)正常高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

4）油管地面清洗器的葉輪、軸座及轉(zhuǎn)軸材質(zhì)為35CrMo合金鋼，其余部件材質(zhì)為45#鋼。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

為驗(yàn)證油管地面清洗器的清蠟效果，選擇了區(qū)塊相同、距離較近的井1和井2，在檢泵過(guò)程中應(yīng)用常規(guī)方法與油管地面清洗器進(jìn)行了清蠟效果對(duì)比試驗(yàn)。

1）2015年3月17日，井1檢泵，起抽油桿，洗井，起原井φ62 mm加大油管62根，φ62 mm普通油管86根，其中有42根油管結(jié)蠟嚴(yán)重，鍋爐車用常規(guī)方法清蠟，操作方法如下：鍋爐車蒸汽管線前端安裝變徑鐵管，將鐵管前部細(xì)端部位砸扁后插入油管內(nèi)腔，利用鍋爐蒸汽熱量將油管內(nèi)部油蠟融化成液體并通過(guò)高壓蒸汽流帶出油管內(nèi)腔，清蠟時(shí)間7.9 h，產(chǎn)生污油污水6 m3。

2）2015年3月25日，井2檢泵，起抽油桿，洗井，起原井φ62 mm加大油管68根，φ62 mm普通油管82根，其中有45根油管結(jié)蠟嚴(yán)重，鍋爐車用油管地面清洗器清蠟，操作方法如下：在鍋爐車蒸汽管線前端安裝油管地面清洗器，并插入油管內(nèi)腔，首先用鍋爐蒸汽將油管內(nèi)油蠟預(yù)熱，然后通過(guò)清洗器內(nèi)腔噴孔噴出的高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)將預(yù)熱后變軟的油蠟刮下，鍋爐車蒸汽將刮下油蠟迅速融化成液體并通過(guò)高壓蒸汽流帶出油管內(nèi)腔，全井油管清蠟時(shí)間4.5 h，產(chǎn)生污油污水3.4 m3。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，以上2口檢泵井在施工工況大致相同的情況下，應(yīng)用油管地面清洗器清蠟比應(yīng)用常規(guī)清蠟方法清蠟效率提高了43.03%，清蠟產(chǎn)生的污油污水減少了2.6 m3，見(jiàn)到明顯效果。

2015年4月—2016年3月，油管地面清洗器在某采油廠作業(yè)大隊(duì)推廣應(yīng)用128口井，平均單井提效33.78%，共減少清蠟時(shí)間279.5 h，節(jié)省油料費(fèi)用5.031萬(wàn)元，同時(shí)減少了污油污水處理量和通徑油管工序，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，產(chǎn)生了較好的社會(huì)效益。

4 結(jié)論

1）研制油管地面清洗器，從根本上解決了應(yīng)用常規(guī)方法油管地面清蠟時(shí)間長(zhǎng)，油料消耗較大的難題，為油管地面清蠟節(jié)能降耗提供了有效途徑。

2）油管地面清洗器在清蠟的同時(shí)對(duì)油管通徑進(jìn)行了操作，節(jié)省了油管內(nèi)徑規(guī)通徑油管工序，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了污油污水對(duì)環(huán)境的污染。

3）應(yīng)用油管地面清洗器清蠟時(shí)需要人工手動(dòng)向前推送鍋爐車蒸汽管線，存在長(zhǎng)時(shí)間把持管線容易燙傷操作人員手掌的問(wèn)題，配套工具需要進(jìn)一步研究解決。

4）油管地面清洗器針對(duì)含蠟量較高的油管內(nèi)壁清蠟效果尤為明顯，可用于井下作業(yè)油管內(nèi)的蠟堵清理，因此，在大慶油田外圍各采油廠具有廣闊的推廣和應(yīng)用前景。

[1]王志賢.抽油桿扶正器打撈筒在定向抽油機(jī)井中的應(yīng)用[J].采油工程文集，2016（1）：52－55.

[2]唐慶華，張顯武，林德江，等.利用高壓蒸汽清除油管內(nèi)壁附蠟的清洗器及方法：CN02132641.x[P].2003-01-15.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.11.003

2016-06-07

（編輯 沙力妮）

王志賢，工程師，1995年畢業(yè)于大慶石油學(xué)校，從事井下作業(yè)技術(shù)管理工作，E-mail：wangzhixian@petrochina.com. cn，地址：黑龍江省大慶市大同區(qū)高平村，163514。