油管地面清洗器的研究與應用

王志賢 劉書志 李俊峰 陳志成 董懷慶 （大慶油田有限責任公司第八采油廠）

油管地面清洗器的研究與應用

王志賢 劉書志 李俊峰 陳志成 董懷慶 （大慶油田有限責任公司第八采油廠）

為進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、轉軸和葉輪等組成，是集油管刺洗、刮蠟、通徑3項功能于一體的油管地面清蠟專用工具。清蠟時將清洗器安裝在鍋爐車蒸汽管線前端，由蒸汽先對油管內部油蠟預熱，通過清洗器噴孔噴出的高壓蒸氣驅動葉輪旋轉，將預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腔。清洗器的葉輪刮下的油蠟堵塞了油管內腔，蒸汽無法立即排出，蒸汽在油管內腔停留時間延長，使蒸氣熱能得到了充分地利用。通過現場應用，平均單井提高油管清蠟效率30%以上，對油管內壁結蠟嚴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

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

1 結構組成

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焊接方式連接，噴孔、軸座和轉軸通過連接盤為一個整體，葉輪通過軸孔套入轉軸并坐在軸座上，前端用螺絲固定。

圖1 油管地面清洗器結構

2 工作原理及技術參數

2.1 工作原理

清洗器連接鍋爐車蒸汽管線后插入油管內腔，清洗器噴出的一部分蒸汽將油管內壁預熱，一部分通過清洗器內腔噴孔噴出的高壓蒸汽驅動清洗器前端葉輪高速旋轉[1]，將預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。在刺洗油管的過程中，蒸汽方向經葉輪作用后改變為斜向油管內壁，同時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的停留時間，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機液壓管線快速接頭公扣結構，與鍋爐車蒸汽管線接頭規格型號一致，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油管內徑規尺寸相同（φ62 mm油管內徑規尺寸外徑為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，焊接在工作筒內部，連接盤與工作筒之間形成一個空腔，在蒸汽進入工作筒內腔到達噴孔之前起到了一個蓄能的作用。

4）噴孔。連接盤沿圓周均開5個噴孔（圖

2），噴孔內插有縮徑的導向管，作用是空腔內蒸汽經過噴孔可形成高壓蒸汽，為葉輪高速旋轉提供可靠的動力。

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

6）轉軸。轉軸位于軸座正中心位置，且與軸座垂直，直徑×長度為φ10 mm×42 mm，轉軸絲扣長度為11 mm，通過螺絲固定葉輪。

7）葉輪。葉輪（圖3）有4個葉片，每片高32 mm，葉輪旋轉直徑為59 mm，5個噴孔與葉輪4個葉片配合，保證始終有1～2個噴孔在2個葉片之間，保證葉輪有持續高壓蒸汽驅動葉輪旋轉，達到刮削油管內壁油蠟的目的。

8）螺絲。固定螺絲內扣長為10 mm，螺絲擰緊后，螺絲與葉輪之間有1 mm的間隙，保證葉輪自由轉動，同時葉輪轉動方向與螺絲旋緊方向一致，使螺絲越來越緊，防止螺絲松動，保證清洗器正常運行。

圖2 清洗器的5個噴孔

圖3 清洗器的葉輪

2.2 主要技術參數

1）油管地面清洗器的工作筒外徑為59 mm，總長度150 mm。

2）清洗器的5個噴孔直徑均為7 mm，噴孔方向為順時針方向并與水平方向成60°夾角，與葉輪葉片成60°夾角，保證鍋爐車蒸汽經過后噴孔形成高壓蒸汽并驅動葉輪高速旋轉。

3）葉輪與工作筒內側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，使葉輪在筒體內側正常高速轉動。

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

3 現場應用

為驗證油管地面清洗器的清蠟效果，選擇了區塊相同、距離較近的井1和井2，在檢泵過程中應用常規方法與油管地面清洗器進行了清蠟效果對比試驗。

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根油管結蠟嚴重，鍋爐車用常規方法清蠟，操作方法如下：鍋爐車蒸汽管線前端安裝變徑鐵管，將鐵管前部細端部位砸扁后插入油管內腔，利用鍋爐蒸汽熱量將油管內部油蠟融化成液體并通過高壓蒸汽流帶出油管內腔，清蠟時間7.9 h，產生污油污水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根油管結蠟嚴重，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，并插入油管內腔，首先用鍋爐蒸汽將油管內油蠟預熱，然后通過清洗器內腔噴孔噴出的高壓蒸汽驅動葉輪旋轉將預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高壓蒸汽流帶出油管內腔，全井油管清蠟時間4.5 h，產生污油污水3.4 m3。

通過現場試驗對比發現，以上2口檢泵井在施工工況大致相同的情況下，應用油管地面清洗器清蠟比應用常規清蠟方法清蠟效率提高了43.03%，清蠟產生的污油污水減少了2.6 m3，見到明顯效果。

2015年4月—2016年3月，油管地面清洗器在某采油廠作業大隊推廣應用128口井，平均單井提效33.78%，共減少清蠟時間279.5 h，節省油料費用5.031萬元，同時減少了污油污水處理量和通徑油管工序，降低了員工勞動強度，產生了較好的社會效益。

4 結論

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

2）油管地面清洗器在清蠟的同時對油管通徑進行了操作，節省了油管內徑規通徑油管工序，降低了員工勞動強度，減少了污油污水對環境的污染。

3）應用油管地面清洗器清蠟時需要人工手動向前推送鍋爐車蒸汽管線，存在長時間把持管線容易燙傷操作人員手掌的問題，配套工具需要進一步研究解決。

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

[1]王志賢.抽油桿扶正器打撈筒在定向抽油機井中的應用[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年畢業于大慶石油學校，從事井下作業技術管理工作，E-mail：wangzhixian@petrochina.com. cn，地址：黑龍江省大慶市大同區高平村，163514。