大港油田公司第六采油厂 河北黄骅 061100
一、现状及存在的问题
1、背景介绍:
在油田开发生产过程中,油井自喷生产具有地面设备简单、容易管理、产量较高等优点,是最经济的采油方法。然而在开采过程中,随着温度和压力下降以及轻质组脱出,原油溶蜡能力降低,原油中的蜡开始结晶、析出、聚集在油井内壁,从而产生结蜡现象,结蜡会导致油井通道部分阻塞或者全部堵塞,降低油井产量,影响原油开采。虽然目前防蜡、清蜡方法种类繁多,但是机械清蜡具有操作简便、有效、成本低等优势,仍是一项十分重要、普遍使用的清蜡技术措施。
2、现有方法:
在自喷井清蜡过程中,广泛使用的清蜡工具主要有铅锤和刮蜡片两部分,现场刮蜡片一端与铅锤通过钢丝连接,或者通过连接环直接与铅锤焊接在一起,另外一端则与绞车钢丝连接。在清蜡时将连接好的清蜡工具送入防喷管中,然后输送至油井油管内,利用绞车动力系统带动钢丝下放、上提清蜡工具,达到清蜡解堵效果。
3、存在问题
在现场刮蜡片连接操作过程中,为了防止清蜡工具在清蜡过程中因拉力较大导致清蜡工具掉井,在刮蜡片与绞车钢丝连接时,往往采用双股钢丝缠绕的方法连接,该方法虽然保证刮蜡片与绞车钢丝连接处牢固,但是存在着缠绕方法费时费力,方式过程复杂,需要专人制作等弊端,操作难度高,不利于快速完成清蜡工具的组装连接;同时在清蜡过程中如果遇卡时,无法确保仪器和钢丝有效脱离,导致钢丝从井口拉断,拉断的钢丝阻碍了下步处理措施的施工,只能进行修井作业,同时拉断的钢丝也增加了修井作业的难度。
同时采用现有刮蜡片连接方法在现场施工过程中还存在以下弊端:一是刮蜡片与铅锤如果通过钢丝缠绕的方式连接时,势必会增加了整个工具串的长度,不便于员工操作;如果刮蜡片与铅锤通过焊接一起时,当需要用不同直径的刮蜡片清蜡时,则每个型号的刮蜡片都配一个铅锤,势必会增加生产成本,造成不必要的浪费。二是铅锤自身重量相对较轻,下井遇到硬蜡时,依靠重力刮掉管壁结蜡较困难,而且铅锤外表粗糙,增加下井时的磨擦阻力,易造成清蜡工作不彻底;同时铅锤中铅含有剧毒,万一出现泄漏易造成人身伤害。三是现有刮蜡片连接时制作费时费力,增加操作难度不利于现场操作;而且现有连接方式的清蜡工具在仪器掉井后无法进行打捞施工,只能进行修井作业增加维护成本,减少原油产量。
因此需要设计专用刮蜡片连接工具,简化清蜡工具的连接流程,快速完成清蜡工具的组装连接,提高现场操作效率,满足现场生产需求。
二、解决措施:
1、刮蜡片连接工具结构设计:
针对现有技术中存在的问题,借鉴测试工具结构与原理后,设计出上、下辅助连接装置共同组合成刮蜡片连接工具,该工具能够缩短工具串整体长度,便于员工操作;同时在上、下清蜡工具辅助连接装置上各设计一个锁扣,便于更换连接不同尺寸的刮蜡片;下辅助连接装置可以与不同直径、长度、重量以及材质的加重装置连接,使清蜡工具更具有适应性;上辅助连接装置设计锥形台阶,在仪器掉井后可以进行打捞施工。
如图一、图二所示,刮蜡片连接工具主要由上接头部分和下接头部分组成,包括:绳帽、上锁扣环接头、上锁紧螺母、上U型锁扣环、下U型锁扣环、下锁紧螺母、下接头七部分组成。
.png)
图一是刮蜡片连接工具上接头部分示意图。
图中:1、绳帽;2、上锁扣环接头;3、上锁紧螺母;4、上U型锁扣环。
.png)
图二是刮蜡片连接工具下接头部分示意图。
图中:5、下U型锁扣环;6、下锁紧螺母;7、下接头。
2、刮蜡片连接工具优点及使用原理:
刮蜡片连接工具与普通连接方法相比,增加固定的上接头部分与下接头部分,上接头部分绳帽具有通用性、可打捞性、制作钢丝绳帽简单快速等优点,连接时将绞车钢丝穿过绳帽中心孔后,用测试专用工具制作绳帽结,连接绞车与刮蜡工具串即可,在清蜡过程中如果仪器遇卡可以通过拉抽绳帽结将钢丝与清蜡工具脱离,进行下步打捞施工。上U型锁扣环焊接固定在上锁扣环接头上与绳帽丝扣连接,上U型锁扣环有可移动的上锁紧螺母,通过螺纹移动可以使上U型锁扣环形成一个有缺口或者密闭的环形空间。如图三所示,环形空间可以与刮蜡片连接环来接并固定。
.png)
图三是刮蜡片结构示意图。
而下接头部分由下U型锁扣环、下锁紧螺母、下接头组成,下U型锁扣环焊接固定在下接头上,与上接头部分一样可以通过移动的下锁紧螺母所形成的环形空间与刮蜡片连接环接并固定。下接头设置有内螺纹,可避免使用铅锤带来的不利因素,可以与测试工具相配合,选择与不同长度、不同直径、不同重量的加重杆连接,加重杆杆材质也可以根据自喷井结蜡情况选择普通铁质材料或者更重的钨钢材质,从而提高清蜡效率。
三、现场应用效果及推广应用前景
刮蜡片连接工具在现场使用程中得到了员工的好评,清蜡工具连接时间明显缩短,减轻员工劳动强度,提高现场劳动效率。该工具制作简单,适应性强,具有良好的经济效益和广阔的应用前景。
参考文献
[1]张帆,潘媛.油田采油平台油气集输与处理工艺流程研究[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(02):233-234.
[2] 孙金瑜等].集输工技能鉴定. 石油工业出版社 2019