超稠油井光桿結垢治理

楊振東　靳慶凱　鄒洪超

摘 要：光桿密封器是機械采油井口重要密封部件，在超稠油開采過程中，特別是蒸汽吞吐輪次生產初期的高溫高含水井，抽油井的光桿表面易結垢，增加密封器填料損耗，增加生產成本的同時，密封器泄漏也帶來了環保壓力。通過現場采用除垢方法改進和提前預防措施改進，對光桿除垢和防垢收效明顯，大幅度降低了密封器填料成本，提高了工作效率，克服了常規方法操作不便，效率低的問題。

關鍵詞：超稠油;光桿;除垢;防垢

超稠油具有對溫度的敏感性，生產井口產出液直井平均溫度達到75℃以上，SAGD井溫度達100℃以上，產出液高含鹽油井，光桿結垢現象普遍。現場除垢采用的是，將鐵絲綁在盤根盒上，人才拉緊除垢，操作方法不安全且效率底，除垢不夠徹底，對于光桿結垢的產生無有效的防范措施，密封填料用量增加，成本可控性降低，需要在管理與設備上有所創新。

1 現場背景分析

1.1 結垢的原因與危害

超稠油抽油機井開采，主要是熱采的開發方式，采用蒸汽吞吐、蒸汽驅、SAGD等方式，由于超稠油對溫度的敏感性，產出液溫度必須保持一定值以上方能保證產能。在單井輪次初期，由于井口產出液高溫、多鹽，因此密封器光桿表面易結垢。結垢油井普遍存在高溫、較高含水的特點。產出液中具有較高的含鹽量，在井口較高溫度環境下，產出液中的鹽分積聚在光桿表面析出，形成垢層，光桿表面結垢的厚度平均為0.5～1.0毫米。主要危害是增加密封填料損耗，由于結垢表面粗糙，增加了與光桿密封器填料的磨損程度，密封填料損耗增加，填料更換頻繁，巡檢發現不及時易產生井口泄漏污染事故，給生產成本與環保均帶來一定的壓力。光桿表面結垢除增加成本支出外，尚增加人員巡檢頻率和填料更換工作量，增加了員工勞動強度。

1.2 現有措施及不足

當前對光桿結垢主要采取的是預防與簡易除垢兩種方法。預防主要是采取井口密封器定期涂抹黃油，增加光桿與密封器填料間的潤滑程度，提高光桿表面光潔度，降低鹽垢的積聚速度，此方法時效較短，易在井口造成黃油積聚和產生黃油落點而污染井口與地面。簡易除垢法是采用8號鐵絲除垢，人工將鐵絲纏繞在密封器上端外露光桿外緣，一端固定在密封器壓帽上，另一側人工用力拉緊鐵絲一端，利用鐵絲與光桿表面產生的擠壓去除表面結垢。對于結垢油井的結垢速度較快，對于結垢嚴重井，平均每天需要要除垢5-6次，一般結垢井需要手動除垢2-3次，除垢時無專用除垢工具，除垢費時費力，影響工作效率，且利用鐵絲除垢的方法因操作人員、操作方法的差異，易造成鐵絲纏繞絞手傷人事故及意外彈出傷人事故，具有一定的操作風險。結垢不能有效解決，直接造成更換盤根次數增加，增加操作風險的同時也增了密封填料采購成本。

2 采取主要對策

2.1 潤滑改進法

經現場對比發現，采用廢機油替代黃油對光桿進行潤滑可起到較好防垢效果，但由于機油液態不易長時間在光桿表面滯留，需要在裝置上改進。現場采用兩種方法，一種是更換新式光桿密封器，新式密封器密封壓帽上設置有油腔，可儲存機油，并通過內側滲孔對光桿進行潤滑，可有效緩解結垢。油腔內機油只需要定期補充即可，但成批采購更換新式密封器成本較高，現成采用更換密封器與延時滴定潤滑方式相結合的措施。另一種方法就是延時滴定法潤滑，在光桿上安裝可移可卸式油腔，通過旋塞閥控制油腔與引流管的通斷與機油排量，引流管靠近光桿下端外壁，調整閥的開度來實現定時滴油的方法對光桿進行滴定潤滑，收效明顯，裝置成本較低，推廣效果較好。

2.2 除垢改進法

光桿結垢后，最簡單易行的是物理除垢，目前的鐵絲纏繞除垢明顯的效率低且存在脫出傷人、絞手傷人等安全問題。針對除垢的力學特點，研制了新式的除垢工具。

2.2.1 結構與原理

除垢工具采用與光桿外徑相匹配的雙半環形設計，利用擠壓原理除垢，并兼具固定盤根盒功能。除垢工具由一對手柄，兩個工作端組成，總長度30cm，工作端內徑與光桿內徑相匹配。雙工作端以一個中間軸連接，可交替轉動抱緊光桿，達到除垢或固定盤根盒的目的。除垢功能端內側配有專用牙塊，牙塊設置凸環形齒，凸形齒一般為3環，凸環形齒起到保證有效除垢且不傷光桿作用;填料盒固定功能端，內側配備專用牙塊，為斜三角齒狀設計，保證固定填料盒時不發生滑動事件，如圖1。

2.2.2 工作過程

光桿除垢時，不需要停機，將工具除垢端張開，光桿下行時，扣在光桿上，雙手前推，使工作端扣緊光桿，利用擠壓包緊作用除垢，光桿上行時松開，轉換不同角度進行除垢，直到除垢干凈，除垢時一般光桿在2個行程內除垢結束。更換光桿密封器填料時，按規程停機后，卸壓打開填料盒壓帽，將填料盒壓帽及配件上移，將固定功能端扣在光桿上，雙手柄向同端移動，卡緊光桿，利用手柄尾部凸輪鎖定，將填料盒及格蘭固定在光桿上，便于更換密封填料操作。工具實現了具備除垢與更換密封填料輔助工作的雙重功能。

3.效果評價

通過潤滑與除垢法的改進措施，提高了光桿密封器填料的使用壽命，同時降低了勞動強度，且除垢工具新增更換密封填料輔助功能，提高了操作安全性。通過措施的實施，可實現單井月節約填料1套1000元，減少因更換填料停機50min/井次，延長了油井有效生產時間，單井月增油0.2噸。