桿、管在線清洗環(huán)保作業(yè)技術(shù)研究與應(yīng)用

于海山 王慶太（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

在小修作業(yè)桿、管起出及地面清洗過(guò)程中，常產(chǎn)生污油污水，為避免對(duì)環(huán)境造成影響，現(xiàn)場(chǎng)采用防滲布圍擋和應(yīng)用蒸汽清洗與污油回收二合一裝置的環(huán)保施工措施。但是，回收的污油污水常有泥土混入，不能直接回收利用，形成落地污油及帶油防滲布處理難問(wèn)題。如何充分利用現(xiàn)有資源實(shí)現(xiàn)污油不落地，已經(jīng)成為小修作業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)分析得出，廢棄物產(chǎn)生的根源在于桿、管起出及地面清洗過(guò)程中產(chǎn)生的污油污水[1-6]。如果能夠在井口和桿、管之間建立一個(gè)中間環(huán)節(jié)，在抽油桿和油管起出過(guò)程中，既能直接將其外壁清洗干凈，又能對(duì)油管內(nèi)清洗后殘留的油、水進(jìn)行收集，這樣就能從根源上解決污油不落地的問(wèn)題；因此，開(kāi)展了井口在線清洗技術(shù)的研究與應(yīng)用，為油田環(huán)保作業(yè)提供可靠的技術(shù)支持。

1 技術(shù)研究現(xiàn)狀

目前，油田上應(yīng)用的桿管清洗技術(shù)主要有四項(xiàng)。

1）井口抽油桿和油管自動(dòng)清洗技術(shù)。在井口設(shè)置抽油桿及油管清洗裝置，在抽油桿及油管起出過(guò)程中，通過(guò)鍋爐設(shè)備產(chǎn)生的蒸汽將抽油桿及油管外壁清洗干凈。在井口設(shè)有單獨(dú)的接液盤(pán)，連接污油污水回收設(shè)備，可對(duì)產(chǎn)生的污油污水進(jìn)行收集、回收。

2）抽油桿、油管套內(nèi)清洗技術(shù)。采用超導(dǎo)熱洗車(chē)作為升溫裝置，在抽油桿及油管起出過(guò)程中，通過(guò)超導(dǎo)車(chē)產(chǎn)生的高溫?zé)崴谟吞篆h(huán)空內(nèi)完成對(duì)抽油桿及油管的高溫沖洗，油、蠟直接落入井筒內(nèi)，減少油量損失。

3）井口作業(yè)無(wú)污染刺洗技術(shù)。在井口設(shè)置抽油桿及油管清洗、回收一體化裝置，主要由刮蠟、清洗、回收三個(gè)部分組成。裝置的下部設(shè)有刮蠟板，對(duì)抽油桿及油管的外壁進(jìn)行刮蠟處理；上部設(shè)有一層高溫蒸汽噴嘴，對(duì)抽油桿及油管的外壁進(jìn)行蒸汽清洗；裝置外部設(shè)有回收箱，將刮蠟和清洗部分包圍，可以對(duì)清洗產(chǎn)生的廢液及油管內(nèi)污油進(jìn)行收集、回收。

4）井筒內(nèi)蒸汽除蠟密閉回收工藝技術(shù)。該技術(shù)由地面全自動(dòng)清蠟車(chē)、井下泄油器、井口抽油桿及油管清洗裝置三個(gè)部分相配合，做到了抽油桿外壁、油管外壁和內(nèi)壁的在線清潔清洗。井口部分是整套無(wú)污染作業(yè)的核心，由一體井口、管桿刮蠟?zāi)z筒、內(nèi)壁清洗器和預(yù)熱花管組成。在起抽油桿過(guò)程中，高溫蒸汽經(jīng)管線入口進(jìn)入抽油桿清洗裝置底部清洗抽油桿，頂部采用刮蠟?zāi)z筒二次清蠟，蒸汽經(jīng)桿、管環(huán)空至預(yù)熱花管返出，經(jīng)油套環(huán)空從套管回收到負(fù)壓罐內(nèi)。起出抽油桿及柱塞后，打開(kāi)井下爆破閥將油管內(nèi)原油泄入井筒內(nèi)，投送內(nèi)壁清洗器，用高溫?zé)崴斨列褂推魈幫瓿晒軆?nèi)壁清洗。對(duì)油管外壁清洗原理與抽油桿相同，應(yīng)用油管外壁清洗裝置，通過(guò)注入高溫蒸汽清洗油管外壁，高溫蒸汽經(jīng)油套環(huán)空，從套管閥處負(fù)壓回收，完成整個(gè)抽油桿外壁、油管內(nèi)壁及外壁的清洗過(guò)程。

表1 現(xiàn)有井口清潔化作業(yè)技術(shù)性能分析

2 技術(shù)對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)四項(xiàng)技術(shù)的研究對(duì)比得出：

1）抽油桿、油管套內(nèi)清洗技術(shù)需要配合超導(dǎo)熱洗裝備，熱水需求量大且無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間供應(yīng)。

2）其他三項(xiàng)技術(shù)普遍存在的主要問(wèn)題在于只能在直井應(yīng)用，不適用定向井及帶有扶正器的井，而油田內(nèi)這兩類(lèi)井占50%以上；所以，這兩種技術(shù)在油田內(nèi)并不適用。蒸汽清洗系統(tǒng)只設(shè)置一層，在清洗時(shí)間及清洗空間上受到限制，對(duì)結(jié)蠟井的清洗效果不佳（表1）。

3 桿、管在線清洗技術(shù)研究

針對(duì)技術(shù)現(xiàn)狀和現(xiàn)場(chǎng)條件，研究并應(yīng)用一種充分利用油田內(nèi)現(xiàn)有蒸汽清洗及污油回收二合一裝置，在桿、管起出過(guò)程中將桿、管外壁清洗干凈，將產(chǎn)生的污油無(wú)污染回收的技術(shù)裝置。這種裝置安裝在井口防噴器上方，由下部蒸汽清洗系統(tǒng)、上部橡膠清潔系統(tǒng)、外部污油收集系統(tǒng)構(gòu)成（圖1）。這樣設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)是蒸汽在清洗桿、管后可向下延伸，形成一個(gè)預(yù)熱段，加強(qiáng)了清洗效果；而且清洗后的桿、管經(jīng)過(guò)橡膠清潔，桿、管表面的清潔度更好；外部污油收集系統(tǒng)能夠及時(shí)無(wú)污染回收清洗產(chǎn)生的以及油管內(nèi)部的污油污水，避免泥土混入，適用沒(méi)有泄油器及有泄油器無(wú)法泄油的井況。

圖1 桿管在線清洗裝置實(shí)物

3.1 蒸汽清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蒸汽清洗系統(tǒng)采用上中下三層噴嘴，每層4個(gè)，三層之間角度相互錯(cuò)開(kāi)，通過(guò)垂直點(diǎn)式噴射蒸汽的方式對(duì)桿、管外壁進(jìn)行清洗。相比單層噴嘴刺洗，在清洗時(shí)間和空間上都有優(yōu)勢(shì)。將清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)在下部，清洗后的污油污水可直接流入井筒內(nèi)部，下部不會(huì)受到橡膠的阻擋；并且，清洗后的殘余蒸汽在上部橡膠阻擋下，向井筒內(nèi)部擴(kuò)散起到預(yù)熱作用。

3.2 橡膠刮擦系統(tǒng)設(shè)計(jì)

橡膠刮擦系統(tǒng)主要采用跟隨式橡膠筒式設(shè)計(jì)，適用于定向井。中間細(xì)兩端粗的橡膠筒式設(shè)計(jì)使桿、管的貼合度更好，清潔效果更佳，同時(shí)其脹縮性也適合加扶正器的井。橡膠刮擦系統(tǒng)設(shè)置在蒸汽清洗系統(tǒng)上方，可以將清洗后的桿、管外壁殘留的污油污水擦拭掉，使外壁更加清潔，不會(huì)存在污油污水滴落的情況。

3.3 收集回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)

收集回收部分結(jié)合井口流程設(shè)計(jì)成鎖扣式箱體結(jié)構(gòu)，上部設(shè)置傾斜格柵式蓋板，防止油管內(nèi)污油污水沖擊濺落出收集箱內(nèi)；底部設(shè)置伴熱管緩解溫度低時(shí)原油凝固堵塞問(wèn)題，可用于冬季施工。

4 應(yīng)用效果及效益

4.1 應(yīng)用效果

桿、管在線清洗技術(shù)用于現(xiàn)場(chǎng)30余口井，實(shí)現(xiàn)抽油桿、油管外壁清洗效果達(dá)到地面清洗標(biāo)準(zhǔn)（圖2～圖3）；油管內(nèi)部污油污水無(wú)污染回收，達(dá)到直接回注標(biāo)準(zhǔn)；不產(chǎn)生帶油防滲布及其他帶油廢棄物，作業(yè)過(guò)程污油不落地。

圖2 抽油桿在線清洗及清洗效果

圖3 油管在線清洗及清洗效果

4.2 效益

應(yīng)用桿、管在線清洗技術(shù)，與地面常規(guī)鍋爐車(chē)清洗相比，單井節(jié)約作業(yè)成本1890元；與地面二合一裝置清洗相比，單井節(jié)約作業(yè)成本190元。桿、管在線清洗技術(shù)的研究與應(yīng)用，解決了油井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保措施的迫切需求，實(shí)現(xiàn)污油不落地、作業(yè)過(guò)程不產(chǎn)生污染物，提升了作業(yè)環(huán)保能力，節(jié)約了能源。

5 結(jié)論

1）桿、管在線清洗技術(shù)裝置安裝在井口防噴器上方，由下部蒸汽清洗系統(tǒng)、上部橡膠清潔系統(tǒng)、外部污油收集系統(tǒng)構(gòu)成。多層式清洗系統(tǒng)充分利用清洗時(shí)間和清洗空間，清洗效果優(yōu)于單層設(shè)置的清洗效果；跟隨式橡膠刮擦系統(tǒng)設(shè)計(jì)，適用定向井及加扶正器的井，桿、管外壁清潔效果更佳；鎖扣式回收箱的設(shè)計(jì)合理分配了井口空間，不妨礙井口操作，可用于冬季施工。

2）桿、管在線清洗技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了抽油桿、油管外壁清洗效果達(dá)到地面清洗標(biāo)準(zhǔn)，污油直接進(jìn)入井筒內(nèi)；油管內(nèi)部污油污水無(wú)污染回收，達(dá)到直接回注標(biāo)準(zhǔn)；不產(chǎn)生帶油防滲布及其他帶油廢棄物，作業(yè)過(guò)程污油不落地。