油田冬季修井作業工具加熱方法初探

李英 薛永剛 張穎

摘要：為進一步降低修井作業人員的勞動強度，提高工作效率，消除冬季修井作業現場的安全隱患，結合近幾年來修井作業現場存在的現實問題和潛在的安全隱患，經過不斷的分析歸納，從節能環保、快速加熱及季節性作業規律上，探索推行了作業工具加熱裝置，以解決冬季因氣溫低造成作業工具凍冰而無法正常工作的難題。通過1年多的試驗完善，基本實現了作業現場操作工具解凍的本質安全。

關鍵詞：作業工具;加熱;安全

1實施背景

隨著油田開采時間的延長，油井在生產過程中，井下泵況、管柱等因受地層復雜情況的影響，會出現各種異常狀況，造成油井產量下降，嚴重時停產，需通過修井作業恢復正常運行狀態。北方油田受氣候的影響，一到冬季就會給油井管理帶來很大難度，特別是作業現場的操作工具經常發生凍凝而無法正常工作的現象，嚴重影響作業進度的完成。需要創新作業現場生產維護管理，以滿足生產要求。

1.1創新生產維護管理是風險防控體系的需要。

從目前現場情況看，油田井下作業安全監督工作還存在一些問題，導致一些安全隱患依然存在，不利于安全生產維護管理。北方油田的冬季氣溫非常低，如果油井在這一時期進行修井作業，難度可想而知。作業工具會被油液凍凝，短時間內不能融化，不能進行修業施工，為了搶進度，員工難免會使用明火進行烘烤，但這在作業現場是十分危險的，是違反安全操作規定的。所以，采油生產單位有必要從多個方面加強對油田井下作業的監督工作，提高工作人員的安全作業意識，創新生產維護管理的新辦法，通過不斷改革和完善，加強對作業現場的特殊時期作業過程的管理。

1.2創新作業工具加熱方式是作業管理的需要。

在修井作業過程中，作業時間的長短直接影響采油井的生產時率和月產油量。所以，通常石油企業為了提高經濟效益，都是搶抓作業進度，使油井早日恢復正常生產。而當冬季氣溫低導致作業工具發生凍凝時，作業工具無法正常使用，短時間內達不到融化效果，就會直接影響每一個作業環節，從而會延長作業進度時間。為了更好的加強油田井下作業過程中作業工具使用效果的管理，提高對作業現場的工作質量，就必須提高對創新作業工具解凍方式的重視，最大限度地減少作業過程中進度、質量等損失，降低對作業全過程的危害程度。為了營造更好的作業環境，需要通過創新方法來解決當前問題。

1.3創新作業現場管理是提高生產效率的需要。

面對油田發展生產規模和方式與員工勞動強度相適應的需要，現有模式下的工作方式已經不能適應新形勢下高質量發展的要求。越來越需要創新工作方式改變現狀，減少作業過程中的低效率點數、降低員工的強度，優化工作內容，全面提升工作效率。與此同時，從降低操作風險，優化員工操作工序，通過重新梳理作業每個環節，整體突出作業現場的總體協調與部分控制，在生產、安全、技術、勞動強度一體化設計，確保生產效率的大幅度提升。

2冬季修井作業工具加熱裝置設計思路

經過多次現場調查和方案設計，最終選擇一款節能環保的加熱方式，利用作業現場作業機排放尾氣的余熱，通過一個裝置進行收集，產生螺旋集熱，最終達到對作業工具進行加熱的目的。

2.1解決的關鍵技術

（1）尾氣到解決裝置中的保溫技術。為了達到最佳的加熱效果，采用304不銹鋼高溫軟管，可根據現場情況隨意彎曲定型，保尾氣的熱損失盡可能降到最低。

（2）解凍裝置的內循環設計;尾氣進入裝置后，進入密閉箱體內的上下兩個通道分層加熱，形成旋渦型氣流，讓氣體在箱體內有一定的運動路徑，從而對作業工具進行充分加熱后再排出。

（3）解凍裝置的排氣控制閥設計;當箱體內的氣體充滿時，氣體會順著指定出口向上走，最終聚集在箱體內的最高點，通過排氣控制閥可隨時調節氣流量，靈活安全方便。而且可在可控狀態下使用排氣控制閥，減少了對人體的危害和空氣的污染。

（4）融化的油污回收盤的靈活性設計。由于工具在熱量作用下附著在表面的油液發生融化而滑落到回收盤中，考慮到清理及運輸方便的問題，將其設計成簡易滑道式，如抽屜一樣拿出來就可將油污回收，放進去就可再次使用。

2.2技術研究路線

尾氣節能環保解凍裝置主要解決油田冬季采油作業現場所使用的作業工具被油液凍凝后無法正常使用的難題。在設計該裝置時主要考慮的技術問題有，第一是解凍裝置與作業機的連接密封管線，長度要適度，過長熱量散發快，過短使用不方便，因此，管線的長度要恰到好處。第二是尾氣進入裝置后采取內循環加熱設計，可對工具進行360度加熱處理，加快工具的融化速度。第三是排氣閥的設計，防止打開裝置門時對人身造成傷害，裝置內部的尾氣可通過排氣閥排出。第四是融化的油液被接液盤收集，接液盤采取抽屜設計，提取更加方便，而且便于清潔。

2.3裝置結構設計

主要由半開放箱體、封閉門、活動支架、進氣口、排氣口、廢液回收盤幾部分組成。利用作業機尾氣熱量對凍結的工具進行加熱、解凍。通過密封連接管線實現作業機排氣孔與解凍裝置的連接，尾氣從排氣孔排出。為了使溫度保持得更持久，在裝置上方設置調節閥，這樣打開箱門時，也不會對人身造成任何傷害，內部采取內循環設計，尾氣進入箱體后循環一圈后從指定位置排出，5分鐘，箱內溫度即可達到50-60度。應用該裝置操作簡單，作業機廢氣利用的同時，不影響作業機排氣系統正常運作。該裝置對凍結工具解凍后產生的廢油、廢水可實現即時回收，避免環境污染。該裝置在設計時考慮密封性、保溫性，對整體邊框進行密封設計，使尾氣不易擴散。裝置整體尺寸為80*60*80，重量在15Kg左右，適用于冬季對作業工具的解凍。

3現場應用

3.1效果評價

實驗區選擇在正在作業的采油井現場，設立了安全警示標志，與生產作業無關人員不準進入，實驗人員進入作業區必須穿戴好防護用品，遵守安全規定。將加熱裝置放置在作業機附近，將裝置與尾氣出口用一個耐高溫的連接管線連接，作業機排氣筒出口裝有防火帽，不會產生明火，安全可靠。在實驗過程中隨時觀察溫度變化情況，并在每個設計的時間節點做好記錄。結果表明：尾氣10分鐘溫度即能達到48度，尾氣在進行解凍裝置后通過進氣管的特殊設計達到內循環的作用;排氣閥門可靈活控制排氣量;油污清潔盤可到將油污全部收集安全環保;作業機尾氣二次利用，不會產生新的污染;接液盤儲存滴落污油，現場應用效果非常好。

3.2效益評價

在實際使用過程中，巧妙地利用汽車尾氣產生的熱量，達到了節能環保的效果。2019年因敲擊解凍造成油管吊卡損壞3件，經濟損失6400元。使用加熱解凍裝置后，完全避免工具損壞現象，挽回經濟損失6400元。提高工作效率，年創效42萬元。