油管清洗泄油装置的研制与应用

何武（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

针对油、水井作业起油管过程中管内原油在井口外溢问题，目前主要通过在井下安装泄油器的方式进行治理，从而释放管内液柱压力，避免卸扣后管内液体外溢而污染井场[1]。常规泄油器主要通过管内投杆撞击解封销钉的方式打开泄油口，因此该工具在抽油杆断脱、管内死油死蜡较多等井上，易出现撞击杆投入困难，不能实现泄油功能的问题[2]。同时，虽然利用泄油器实现了减少管内原油的目的，但管壁附着的死油死蜡和附着水等仍然需要进行地面清洗，不可避免会产生落地油对井场造成污染，难以达到环保要求[3]。为此，研制了油管清洗泄油装置，有效解决了常规泄油器适应性差、地面清洗油管易污染环境等问题。

1 装置的构成和工作原理

1.1 构成

1.1.1 爆破式泄油器

爆破式泄油器主要由油管连接短接、清洗器托盘、泄油体、爆破片、压环组成（图1）。

中心管内设计可过液锥形清洗器托盘，用于井下回收油管内壁清洗器；泄油口由防腐防垢材质的爆破片封堵，并利用压环限位固定，通过专用工具可卸下压环，对旧爆破片进行更换以及对泄油口进行清洗。

图1 爆破式泄油器结构

1.1.2 油管内壁清洗器

油管内壁清洗器主要由滑动体、滑块、胶筒体、刮削皮碗、挡块、椎体、喷射头组成（图2）。

清洗器上端有滑块与滑动体组成的锁定机构，避免清洗过程中出现工具上窜问题；高压水力喷射头可对油管内壁进行高效清洗，同时降低了清洗器下行阻力，最后在刮削皮碗的二次刮削清洗作用下，实现油管内壁清洗功能。

1.2 工作原理

作业完井时提前将爆破式泄油器安装在抽油泵的短接上。修井作业时通过油管正打压至预定值使爆破片碎裂，泄油口开启，实现起油管过程中泄油功能；然后将油管内壁清洗器从井口投入油管，通过泵车向管内打压，在水力压差的作用下，推动清洗器向下运动，泵车内液体通过喷射头完成对油管内壁的喷射清洗；同时皮碗的刮削功能可对管壁进行无死角清理，达到油管内壁高效清理目的[4]。

2 室内实验

2.1 爆破式泄油器承压

图2 油管内壁清洗器结构

将泄油器上接头连接打压管线，下接头连接丝堵，连接完毕后分别打压5MPa、10MPa、15MPa，并分别稳压5min，观察管线是否有渗漏现象。重新启动打压开关，观察压力表数值，直至爆破片爆破，并记录压力表数值；重新安装泄油器爆破片，重复实验5次，分别记录爆破时压力表数值。

6次实验结果见表1。由实验结果可知，爆破式泄油器绝对爆破压力在20～22MPa范围，按葡萄花油田平均泵深1000m计算，压降损耗约10MPa，因此泄油器爆破压差在10～12MPa范围。

表1 爆破式泄油器承压实验结果

2.2 油管内壁清洗器清洗效果

打压管线下端连接实验用油管，并对清洗前油管拍照用于对比；然后在油管底端连接丝堵与泄油阀，连接完毕后将油管内壁清洗器放入打压管线内，并开始向管线打压，直至听到清洗器与丝堵碰撞声后停止打压；记录压力数值，打开泄油阀待压力归零后拆下管线，观察清洗后油管内壁情况。

使用油管内壁清洗器清洗油管的情况见图3、图4。可以看出，清洗前油管内壁油蜡黏附情况明显，而清洗后油管内壁清洁如新，达到清洗目的。

3 现场应用

3.1 清洗泄油效果

2016年共计43口井应用油管清洗泄油装置。其中，6口井在完井后进行了打压、起管柱验证，现场泄油成功率100%，起出油管观察内壁均干净、无死油死蜡，达到清洗油管内壁及泄油目的（表2）。

3.2 清洗效率对比

与常规蒸汽热洗方式对比，使用油管清洗泄油装置清洗油管内壁增加了打压下入内壁清洗器的时间，但节约了地面清洗时间。统计现场试验的6口井，平均单井下入内壁清洗器的时间为0.25h，若采用地面蒸汽热洗方式预计最短用时为2.5h，平均单井油管内壁清洗可节约2.25h以上[5]。

图3 清洗前油管

图4 清洗后油管

此外，在爆破式承压试验中，通过测量试验前后皮碗直径计算得出，皮碗累计可使用15km[6]，平均单井（按平均泵深1000m计算）清洗费用仅为100元。而采用地面蒸汽热洗方式平均单井需油料等费用360元，平均单井油管内壁清洗可节约260元。

4 结论

1）油管清洗泄油装置可在抽油杆断脱等不同井况上实现作业泄油目的，同时还能对油管内壁进行连续高效清洗，降低了作业时管内溢出液对环境的污染，符合清洁化作业要求。

表2 油管清洗泄油装置现场应用情况

2）应用油管清洗泄油装置后，起出的油管无需进行地面清洗，节约了油管清洗时间，提高了作业施工效率。

3）泄油器爆破片破碎后，以及清洗器皮碗累计刮削约15km后，均可再次更换相应零件后重复利用，降低了投入成本。

[1]张亚明，高岩，张裔，等.油管锚式泄油器的研制与应用[J].油气井测试，2010，19（3）：71-72.

[2]吴彦生，刘永学，陈军，等.顶杆式泄油器的设计及应用[J].新疆石油科技，2014，24（2）：51-54.

[3]王子义.杆管刺洗技术现场试验分析[J].勘探开发，2016（6）：195.

[4]李健雄，孙飞，李传乐，等.可关闭旋转式泄油器的研制与应用 [J].石油钻采工艺，2015，37（5）：128-130.

[5]赵江源，张红运，刘西洲，等.浅谈油管内径切削刺洗装置的技术改造[J].中国石油和化工标准与质量，2012（10）：91.

[6]冯定，黄朝斌，李寿勇，等.油管清洗方法应用与研究[J].断块油气田，2010，17（1）：102-104.