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        油管清洗泄油裝置的研制與應(yīng)用

        2017-02-05 07:12:58何武大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠
        石油石化節(jié)能 2017年12期
        關(guān)鍵詞:作業(yè)

        何武(大慶油田有限責(zé)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(jìn)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(shí)現(xiàn)泄油功能的問題[2]。同時,雖然利用泄油器實(shí)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(jìn)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(dá)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(yīng)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(jì)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(jìn)行更換以及對泄油口進(jìn)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(jī)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(jìn)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(shí)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(yù)定值使爆破片碎裂,泄油口開啟,實(shí)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(yùn)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(jìn)行無死角清理,達(dá)到油管內(nèi)壁高效清理目的[4]。

        2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

        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(fù)實(shí)驗(yàn)5次,分別記錄爆破時壓力表數(shù)值。

        6次實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。由實(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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??梢钥闯觯逑辞坝凸軆?nèi)壁油蠟黏附情況明顯,而清洗后油管內(nèi)壁清潔如新,達(dá)到清洗目的。

        3 現(xiàn)場應(yīng)用

        3.1 清洗泄油效果

        2016年共計(jì)43口井應(yīng)用油管清洗泄油裝置。其中,6口井在完井后進(jìn)行了打壓、起管柱驗(yàn)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(dá)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(jì)現(xiàn)場試驗(yàn)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(yù)計(jì)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(yàn)中,通過測量試驗(yàn)前后皮碗直徑計(jì)算得出,皮碗累計(jì)可使用15km[6],平均單井(按平均泵深1000m計(jì)算)清洗費(fèi)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(fèi)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(shí)現(xiàn)作業(yè)泄油目的,同時還能對油管內(nèi)壁進(jìn)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(yīng)用情況

        2)應(yīng)用油管清洗泄油裝置后,起出的油管無需進(jìn)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(jì)刮削約15km后,均可再次更換相應(yīng)零件后重復(fù)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(yīng)用[J].油氣井測試,2010,19(3):71-72.

        [2]吳彥生,劉永學(xué),陳軍,等.頂桿式泄油器的設(shè)計(jì)及應(yīng)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(yàn)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(yīng)用 [J].石油鉆采工藝,2015,37(5):128-130.

        [5]趙江源,張紅運(yùn),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(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012(10):91.

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

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