自噴井、電泵井電子清蠟裝置的研究

富誠杰 楊昭 陶漢偉 楊曉童 任渴欣 張鑫（哈爾濱石油學(xué)院石油工程系，黑龍江 哈爾濱 150027）

油田開發(fā)過程中油井結(jié)蠟現(xiàn)象普遍存在，嚴(yán)重的影響了油井的正常生產(chǎn)，油管壁結(jié)蠟會減小油管口徑，降低油井原油產(chǎn)量，油井清蠟是油井正常生產(chǎn)的重要技術(shù)之一[1]。目前，國內(nèi)常用于處理油井結(jié)蠟的方法都存在不足，為了克服這些不足，做了相關(guān)的研究工作，設(shè)計出一套由異形刀具、過線加重裝置、內(nèi)置電動機(jī)、鎧甲電纜組成的適用于自噴井、電泵井等無抽油桿油井新型電子清蠟裝置[2]。

1.常用的清蠟方法及不足

1.1 熱洗清蠟

主要是利用熱洗和空心桿熱循環(huán)清蠟，理論上熱洗清蠟對油井生產(chǎn)不會造成影響，但從大量的生產(chǎn)實例得知，油井通過熱洗清蠟作業(yè)后，會造成近期無產(chǎn)液量，時間約為1-3天，這極大的影響油井的產(chǎn)出效率，其原因是進(jìn)入地層的熱流體壓力過大，部分地層壓力較低的井會產(chǎn)生井底壓死的現(xiàn)象，原油無法通過油管，所以造成上述現(xiàn)象。

1.2 熱化學(xué)清蠟

為清除油管內(nèi)壁沉積的蠟質(zhì)，可采用熱化學(xué)清蠟。這是利用化學(xué)反應(yīng)放熱來清除油管內(nèi)壁蠟堵的，進(jìn)而融化油管壁上的蠟質(zhì)，使蠟質(zhì)脫落，當(dāng)脫落的蠟質(zhì)過大時，不易被原油帶出，使油管堵塞，需要通過井下作業(yè)進(jìn)行清蠟，增加生產(chǎn)成本。

1.3 機(jī)械清蠟

機(jī)械清蠟是將清蠟工具（刮蠟片）下入到油井內(nèi)，利用加重桿的重力，刮蠟片把沉積在管壁上的蠟刮下或破碎，依靠油流帶到地面上來的工藝措施。由于刮蠟器外形的設(shè)計，而且動力不是很充足，當(dāng)油管結(jié)蠟嚴(yán)重時，刮蠟片易卡在油管中，無法進(jìn)行后續(xù)操作。

2.解決方法

2.1 針對機(jī)械清蠟動力不足的解決方案

針對現(xiàn)有機(jī)械清蠟方式動力不足的問題，經(jīng)過認(rèn)真的分析和討論，決定通過增加一個內(nèi)置電動機(jī)，通過內(nèi)置電動機(jī)直接帶動清蠟刀具旋轉(zhuǎn)，增大刀具的動力，使蠟質(zhì)更好的清除。

2.2 針對刀具形狀不理想的解決方案

由于清蠟裝置需要在油井正常生產(chǎn)的情況下進(jìn)行工作，為了不降低對正常生產(chǎn)的影響，決定研發(fā)一種新型的清蠟刀具，這種新型的清蠟刀是一種占體積較小的一種異形刀具。

3.新型電子清蠟裝置

綜合上述解決方案，研究開發(fā)了一款針對自噴井、電泵井等無抽油桿油井的新型電子清蠟裝置。

3.1 工作原理

新型電子清蠟裝置的工作原理就是通過裝置內(nèi)部自帶的電動機(jī)帶動刀具旋轉(zhuǎn)，刀具與油管壁上的蠟質(zhì)接觸，經(jīng)過刀具的切削作用使蠟質(zhì)成碎屑，而從油管壁上脫落下來隨石油帶出。

3.2 裝置結(jié)構(gòu)組成及作用

新型電子清蠟裝置由鎧甲電纜、過線加重桿、信號線、測試專用電動機(jī)、金屬密封筒、密封蓋、清蠟刀具等組件組成。

3.2.1 鎧甲電纜

鎧甲電纜又稱為鎧裝電纜，鎧裝電纜是由不同的材料導(dǎo)體裝在有絕緣材料的金屬套管中，被加工成可彎曲的堅實組合體，之所以采用鎧甲電纜是因為鎧甲電纜的各個性能都優(yōu)于普通電纜，鎧甲電纜的鎧甲部分為本裝置提供拉力以及工作時的反扭矩。

3.2.2 過線加重桿

由于新型電子清蠟裝置的工作環(huán)境為正常生產(chǎn)油井的油管內(nèi)，向上的液流會對清蠟裝置穩(wěn)定的工作狀態(tài)產(chǎn)生巨大的影響，所以增加一個加重桿有利于清蠟裝置的穩(wěn)定，所謂的過線是指在加重桿中留一條可以通過鎧甲電纜的通道，用于連接下方的電動機(jī)。過線加重桿采用的材料區(qū)別于普通刮蠟片加重桿的鉛塊，采用的是比重更高的鎢塊，這樣加重效果會更好。

3.2.3 信號線

信號線起到與鎧甲電纜承接作用，并起導(dǎo)電作用。

3.2.4 電動機(jī)

電動機(jī)選用的是70V的直流測試專用電動機(jī)，選擇這種電動機(jī)主要有兩個原因，一是由于此電動機(jī)為測試專用電動機(jī)，所以對井下復(fù)雜的工作環(huán)境具有更好的適應(yīng)能力；二是由于新型電子清蠟裝置考慮到了使用的方便性，可以直接使用試井車的電源，而試井車上電源即為直流電，所以采用直流型電動機(jī)。

3.2.5 金屬密封筒

金屬密封筒主要起到了保護(hù)電動機(jī)以及固定電動機(jī)的作用，因為裝置工作時是在流體環(huán)境中，所以為了防止電動機(jī)損壞，在外面加了一個金屬密封筒，金屬密封筒的內(nèi)部類似于臺階的結(jié)構(gòu)，是在其加工時銑出來的，與金屬密封筒為一體的，將電動機(jī)架到上面，然后用螺絲固定。

3.2.6 密封蓋

密封蓋主要就是起到密封作用，通過絲扣與上面的金屬密封筒連接，密封蓋中間處有一個孔，電動機(jī)的輸出軸就可以從孔中伸出。

3.2.7 清蠟刀具

清蠟刀具是新型電子清蠟裝置新設(shè)計的一種異形刀具。由于清蠟裝置工作時是在流體環(huán)境中，為了降低干擾，將清蠟刀具設(shè)計成一種所占體積小、清蠟效果好的異形刀具。將電動機(jī)的輸出軸插入刀具上部的凹孔，用銷子固定。工作時，電動機(jī)輸出軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)而切削蠟質(zhì)，清蠟刀具的旋轉(zhuǎn)半徑較油管半徑小0.8-1.2mm。

4.結(jié)語

目前，自噴井、電泵井大部分屬于高產(chǎn)井，結(jié)蠟會對產(chǎn)油量產(chǎn)生較大的影響[5]，通過自噴井、電泵井電子清蠟裝置高效的清蠟之后，會減少蠟質(zhì)對油管的影響，這既可使油井穩(wěn)產(chǎn)，又可降低生產(chǎn)成本。

[1]岳振玉.油井清蠟作業(yè)用空心桿密封器的研制與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2013(3):22-23.

[2]曹瑾.油井自動清蠟節(jié)能工藝實踐[J].石油石化節(jié)能,2012(4):19-20.