油田冬季修井作业工具加热方法初探

李英 薛永刚 张颖

摘要：为进一步降低修井作业人员的劳动强度，提高工作效率，消除冬季修井作业现场的安全隐患，结合近几年来修井作业现场存在的现实问题和潜在的安全隐患，经过不断的分析归纳，从节能环保、快速加热及季节性作业规律上，探索推行了作业工具加热装置，以解决冬季因气温低造成作业工具冻冰而无法正常工作的难题。通过1年多的试验完善，基本实现了作业现场操作工具解冻的本质安全。

关键词：作业工具;加热;安全

1实施背景

随着油田开采时间的延长，油井在生产过程中，井下泵况、管柱等因受地层复杂情况的影响，会出现各种异常状况，造成油井产量下降，严重时停产，需通过修井作业恢复正常运行状态。北方油田受气候的影响，一到冬季就会给油井管理带来很大难度，特别是作业现场的操作工具经常发生冻凝而无法正常工作的现象，严重影响作业进度的完成。需要创新作业现场生产维护管理，以满足生产要求。

1.1创新生产维护管理是风险防控体系的需要。

从目前现场情况看，油田井下作业安全监督工作还存在一些问题，导致一些安全隐患依然存在，不利于安全生产维护管理。北方油田的冬季气温非常低，如果油井在这一时期进行修井作业，难度可想而知。作业工具会被油液冻凝，短时间内不能融化，不能进行修业施工，为了抢进度，员工难免会使用明火进行烘烤，但这在作业现场是十分危险的，是违反安全操作规定的。所以，采油生产单位有必要从多个方面加强对油田井下作业的监督工作，提高工作人员的安全作业意识，创新生产维护管理的新办法，通过不断改革和完善，加强对作业现场的特殊时期作业过程的管理。

1.2创新作业工具加热方式是作业管理的需要。

在修井作业过程中，作业时间的长短直接影响采油井的生产时率和月产油量。所以，通常石油企业为了提高经济效益，都是抢抓作业进度，使油井早日恢复正常生产。而当冬季气温低导致作业工具发生冻凝时，作业工具无法正常使用，短时间内达不到融化效果，就会直接影响每一个作业环节，从而会延长作业进度时间。为了更好的加强油田井下作业过程中作业工具使用效果的管理，提高對作业现场的工作质量，就必须提高对创新作业工具解冻方式的重视，最大限度地减少作业过程中进度、质量等损失，降低对作业全过程的危害程度。为了营造更好的作业环境，需要通过创新方法来解决当前问题。

1.3创新作业现场管理是提高生产效率的需要。

面对油田发展生产规模和方式与员工劳动强度相适应的需要，现有模式下的工作方式已经不能适应新形势下高质量发展的要求。越来越需要创新工作方式改变现状，减少作业过程中的低效率点数、降低员工的强度，优化工作内容，全面提升工作效率。与此同时，从降低操作风险，优化员工操作工序，通过重新梳理作业每个环节，整体突出作业现场的总体协调与部分控制，在生产、安全、技术、劳动强度一体化设计，确保生产效率的大幅度提升。

2冬季修井作业工具加热装置设计思路

经过多次现场调查和方案设计，最终选择一款节能环保的加热方式，利用作业现场作业机排放尾气的余热，通过一个装置进行收集，产生螺旋集热，最终达到对作业工具进行加热的目的。

2.1解决的关键技术

（1）尾气到解决装置中的保温技术。为了达到最佳的加热效果，采用304不锈钢高温软管，可根据现场情况随意弯曲定型，保尾气的热损失尽可能降到最低。

（2）解冻装置的内循环设计;尾气进入装置后，进入密闭箱体内的上下两个通道分层加热，形成旋涡型气流，让气体在箱体内有一定的运动路径，从而对作业工具进行充分加热后再排出。

（3）解冻装置的排气控制阀设计;当箱体内的气体充满时，气体会顺着指定出口向上走，最终聚集在箱体内的最高点，通过排气控制阀可随时调节气流量，灵活安全方便。而且可在可控状态下使用排气控制阀，减少了对人体的危害和空气的污染。

（4）融化的油污回收盘的灵活性设计。由于工具在热量作用下附着在表面的油液发生融化而滑落到回收盘中，考虑到清理及运输方便的问题，将其设计成简易滑道式，如抽屉一样拿出来就可将油污回收，放进去就可再次使用。

2.2技术研究路线

尾气节能环保解冻装置主要解决油田冬季采油作业现场所使用的作业工具被油液冻凝后无法正常使用的难题。在设计该装置时主要考虑的技术问题有，第一是解冻装置与作业机的连接密封管线，长度要适度，过长热量散发快，过短使用不方便，因此，管线的长度要恰到好处。第二是尾气进入装置后采取内循环加热设计，可对工具进行360度加热处理，加快工具的融化速度。第三是排气阀的设计，防止打开装置门时对人身造成伤害，装置内部的尾气可通过排气阀排出。第四是融化的油液被接液盘收集，接液盘采取抽屉设计，提取更加方便，而且便于清洁。

2.3装置结构设计

主要由半开放箱体、封闭门、活动支架、进气口、排气口、废液回收盘几部分组成。利用作业机尾气热量对冻结的工具进行加热、解冻。通过密封连接管线实现作业机排气孔与解冻装置的连接，尾气从排气孔排出。为了使温度保持得更持久，在装置上方设置调节阀，这样打开箱门时，也不会对人身造成任何伤害，内部采取内循环设计，尾气进入箱体后循环一圈后从指定位置排出，5分钟，箱内温度即可达到50-60度。应用该装置操作简单，作业机废气利用的同时，不影响作业机排气系统正常运作。该装置对冻结工具解冻后产生的废油、废水可实现即时回收，避免环境污染。该装置在设计时考虑密封性、保温性，对整体边框进行密封设计，使尾气不易扩散。装置整体尺寸为80*60*80，重量在15Kg左右，适用于冬季对作业工具的解冻。

3现场应用

3.1效果评价

实验区选择在正在作业的采油井现场，设立了安全警示标志，与生产作业无关人员不准进入，实验人员进入作业区必须穿戴好防护用品，遵守安全规定。将加热装置放置在作业机附近，将装置与尾气出口用一个耐高温的连接管线连接，作业机排气筒出口装有防火帽，不会产生明火，安全可靠。在实验过程中随时观察温度变化情况，并在每个设计的时间节点做好记录。结果表明：尾气10分钟温度即能达到48度，尾气在进行解冻装置后通过进气管的特殊设计达到内循环的作用;排气阀门可灵活控制排气量;油污清洁盘可到将油污全部收集安全环保;作业机尾气二次利用，不会产生新的污染;接液盘储存滴落污油，现场应用效果非常好。

3.2效益评价

在实际使用过程中，巧妙地利用汽车尾气产生的热量，达到了节能环保的效果。2019年因敲击解冻造成油管吊卡损坏3件，经济损失6400元。使用加热解冻装置后，完全避免工具损坏现象，挽回经济损失6400元。提高工作效率，年创效42万元。