CN1026810C - 油井管道的清蜡方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的清蜡方法将热清洗液从井口注入，位于结蜡层底部的抽油管上串联单流封隔器，该封隔器将清洗液封隔的同时使清洗液直接流入管内，并从井口的抽油管上排出清洗液。所提供的单流封隔器包括上下接头和筒体，筒体上设有单流温控阀及膨胀体而构成。本发明因所注入的清洗液不经井底直接流入结蜡层部位的抽油管内，因而具有清蜡效果显著、所用清洗液少，而且可避免清洗液对油层的污染。

Description

本发明为涉及石油生产中油井管道的清蜡方法及专用装置，该方法为将热洗液不经过井底直接注入抽油管中进行清洗，而所提供的装置当注入清洗液时起到封隔及单流的作用。

在原油生产中石蜡沉积是在原油生产中常遇到的问题，其结蜡量及结蜡位置与原油中的含蜡量、含水量及地层的压力、温度等因素有关。当这些因素发生变化时，石蜡就会从原油中凝析出来并沉积在油管内壁或抽油杆上，从而导致油流阻力增大，甚至堵死油流通道。在已有的清蜡措施中主要有化学药物清蜡、机械刮洗、电热清蜡、磁防蜡、热清洗蜡等，而目前普遍采用热洗方式。即将热的清洗液从井口注入于油井与抽油管的环形空间中，经井底流入抽油管内，并沿抽油管又返上到井口外，从而达到清蜡目的。这种热洗措施当清洗液通过抽油管时才有效，但是由于油井一般较深，达2000～3000米，甚至更深，因而不但以水为主的清洗液注入量较多、流程长，而且清洗液因其压力易流入油层的工作面，而导致污染油层。因此，每次清洗时或清洗后，从抽油管排出的液体必须采取油水分离措施，而且其分离工作量一般较大。实质上，石蜡并非沉积在整个管道中，一般沉积在温度较低的地下冷水层附近，即800～1000米井深处以上，其冷水层因当地的水文地质情况有所不同。由此可见，如果将现有的热洗措施改为清洗液直接流入结蜡层附近的管道内，这样，不但可进一步提高清蜡效果、节约能源，而且还可以避免油层的污染。

鉴于已有技术中所存在的不足之处，本发明的目的为提供一种将热洗液直接进入抽油管结蜡段进行清蜡的方法及专用装置，从而大大缩短清洗液的流程，以进一步提高清蜡效果、节约能源，并避免对油层的污染。

为了实现上述目的本发明提供的油井管道的清蜡方法及其装置是通过下述技术方案达到的：

位于结蜡层底部的抽油管上串联单流封隔器， 从井口注入热的清洗液沿抽油管外壁与油井内壁形成的环形空间流下，清洗液经单流封隔器流入抽油管内，并且从井口的抽油管上再排出清洗液。

本发明按上述描述所提供的清蜡方法及其专用装置，实现了注入清洗液时将清洗液不经过井底直接进入油井管道结腊部位，从而一方面避免了清洗液对油层的污染，另一方面减轻了油水分离工作量，而且与已有的清洗方法相比清洗更加简化，所用清洗液大大减少，清洗效果更加显著。此外，由于上述所具有的技术效果，本发明对清洗时的节能效果及因缩短清洗周期而提高产油量等方面将带来更加突出的经济效果。

附图说明：

图1为表明本发明提供的油井管道清蜡方法，其工艺流程示意图;

图2为表明本发明提供的单流封隔器结构示意图;

图3为按图2所示的A-A剖面示意图;

图4为按图2所示的B-B剖面示意图;

图5为按图2所示的单流温控阀（17）局部结构放大示意图;

图6为表明本发明提供的单流封隔器另一种结构示意图。

按照上述的清蜡方法所注入的清洗液可以采用传统的清洗液及注入方式，即按照图1所示，由水泵（1）将水经过滤器（2）过滤后送入加热器（3），加热后进入反应器（4），反应器内可加入利于清蜡的表面活性剂或催化剂，并将清洗液注入于抽油管（6）外壁与油井（5）内壁间的环形空间。串联于抽油管上的单流封隔器（7）位于结蜡层的下部，一般靠近地下冷水层。该封隔器当温度较高的清洗液流进时，在清洗液的温度及压力作用下开启旁通阀的同时将封住抽油管外壁与油井内壁间的环形空间，从而使清洗液封隔在油井的某一位置上，并通过封隔器的旁通阀直接流进抽油管内。进入抽油管内的清洗液沿管内壁将凝析的蜡溶解并排出井口，由井口的管路送至分离塔（8）进行油水分离。

本发明为了实现上述清蜡方法所提供的专用单流封隔器是按下述方案实现的：该装置包括简体及联接管道的上接头和下接头，上下接头之间的简体壁上设有单流温控阀及膨胀体，单流温控阀含有热敏元件及阀杆组成，单流温控阀的一端沿管壁设有与筒体外界贯通的流通道，单流温控阀的另一端设有与简体内腔贯通的流通道。

按照上述结构所提供的专用单流封隔器结合附图2～5予以进一步描述：

按照图2所示的结构，图3、图4为A-A及B-B部面结构示意图。该装置由上接头（11）、下接头（24）及筒体（10）组成，筒体壁上设有单流温控阀（17）及膨胀体（9）。膨胀体由胶套（21）、膨胀介质（20）及螺旋管（19）组成，螺旋管通过膨胀介质，其末端与筒体内腔相贯通，而螺旋管的另一端与单流温控阀的流通道相贯通。单流温控阀上端的流通道上通过档环（16）及档圈（12）设置磁体（15），位于档圈的与外界贯通的流通口（14）处通过外筒体（18）设置由橡胶制成的载流档环（13）。

单流温控阀的结构按照图5所示，将热敏元件（25）、阀杆（26）、球体（27）及弹簧（28）设置于管（29）内而组成，热敏元件采用由记忆合金制成的弹簧，阀杆与球体之间的管上设有与球体形状相容的凸台，球体下方设置被压缩的弹簧（28）。

按照上述结构所提供的单流封隔器，单流温控阀按照图4所示可布置6个，而与每个单流温控阀相连的螺旋管均与筒体内腔相贯通。当注入清洗液时，清洗液经与外界贯通的流通道进入磁化段，该磁化段为在筒壁上设置环状磁体（15）叠落而构成，该磁体可以采用R-Fc-B系钕铁硼磁性材料构成。在磁化段被磁化的清洗液进入单流温控阀的热敏元件，热敏元件受热膨胀使阀杆（26）顶开球体（27），并使清洗液沿螺旋管流进抽油管内。清洗液流经螺旋管时膨胀介质受热膨胀并使胶套向外膨胀，致使该胶套封住抽油管外壁与油井内壁间的环形空间。待清洗液停止注入时，膨胀介质缩回原来的状态，随之胶套也恢复到原来的状态，而且单流温控阀中的热敏元件也缩回到原来的位置，球体在弹簧的作用下又封住阀口（30）。

按照上述的结构所提供的单流封隔器，热敏元件可以采用Cu-Zn-Al系记忆合金或Ti-Ni系记忆合金，并将热敏元件做成弹簧状，因而该热敏弹簧当环境温度未超过临界温度时处于收缩状态，当环境温度达到或超过临界温度时处于膨胀状态，并 对球体有弹簧力。膨胀体内的膨胀介质由乙酸甲酯、甲醇、烷烃类固体混合物及搀和记忆合金丝、铜粉等构成，其中烷烃类固体可以采用鲸腊。由上述材料构成的膨胀介质当因注入清洗液而受热时膨胀，而停止注入液时因环境降低又缩回到原来状态。膨胀介质中加入铜粉的目的在于有利于传热，因而位于膨胀体内的螺旋管宜采用导热性能良好的导体，如铜管，而且做为膨胀体外层的胶套层里含有金属丝，同样也有利于使膨胀介质易接受来自于胶套外层的热量。而位于膨胀体下部的筒体上通过钢套（22）设置扶正销（23），该扶正销有利于将单流封隔器相对油井内壁处于正中的位置，因而更加有利于提高膨胀体的封隔效果。膨胀体当停止注入清洗液或不进行清蜡时，其外壁与油井内壁之间留有空间，从而在石油生产过程中对油层的探测，如超声波探测时不致于阻碍。

为了实现本发明所提供的清蜡方法之目的，本发明提供的专用单流封隔器还可以通过下述方式进一步得到实现。

按照图6所示的结构，该装置包括筒体（32）及用于联接管道的上接头（33）和下接头（47），其上下接头之间的筒体壁上设有单流温控阀及膨胀体，单流温控阀的一端沿管壁设有与筒体外界贯通的流通道，单流温控阀的另一端设有与筒体内腔贯通的流通道。单流温控阀上端的流通道上通过档环（36）及档圈设置磁体（35），并且位于档圈的与外界贯通的流通口处设置由橡胶制成的载流档环（34）。磁体（35）采用R-Fe-B系钕铁磁材料制成的环状磁铁按相邻的磁性以同性为序叠落而构成，该磁体对清洗液进行磁化后有利于提高清蜡效果。

单流温控阀由热敏元件（37）、及环状阀杆（41）构成，并且位于环状阀杆的筒体上设有与筒体内腔贯通的流通口（39），环状阀杆（41）的下端，外侧为呈柱状锥体。位于流通口附近的筒体上设置密封胶圈（40），并通过环状阀杆封住流通口。膨胀体由膨胀座（43）及胶套组成，胶套（42）套设在膨胀座外侧，膨胀座的上部呈瓣状，膨胀座的下部与胶套下部密封固定，而位于膨胀座与筒体之间设有弹簧（44）。

热敏元件由空心金属管及管内充填膨胀介质而构成，并且该热敏元件围绕筒体呈螺旋状设置于筒体与外筒体（31）之间。热敏元件中的膨胀介质采用由乙酸甲酯、甲醇、鲸腊的混合物及搀和记忆合金颗粒、铜粉等构成，金属管采用导热性能良好的材料，如铜管或不锈钢管等。该热敏元件受热时因膨胀介质的膨胀作用将金属管沿其螺旋的中心轴方向膨胀起来，并推动环状阀杆，环状阀杆克服弹簧（44）压力进入膨胀座内，随之将膨胀座的瓣状部分向外扩胀，而胶套随之膨胀与油井内壁相贴，从而起到封隔作用。热敏元件的环境温度降低时，因膨胀介质收缩使金属管恢复到原来的状态，而此时环状阀杆在弹簧（44）的作用下将其顶回到原来的位置，膨胀体随之也恢复到原来的状态。当初始注入清洗液时为了使热敏元件顺利接受清洗液的热量，位于热敏元件处的外筒体上，设有旁流孔（38），而该旁流孔当膨胀体封隔时部分清洗液还可以由此进入筒体的流通口（39）。位于膨胀体下端的筒体上通过钢套（45）设置扶正销（46），以利于使膨胀体处在正中的位置上。

Claims (10)

1、一种油井管道的清蜡方法，其特征在于位于结蜡层底部的抽油管上串联单流封隔器，从井口注入热的清洗液沿抽油管外壁与油井内壁间的环形空间流下，该清洗液经单流封隔器被封隔后流入抽油管内，并且从井口的抽油管上再排出清洗液。

2、一种单流封隔器包括筒体及用于联接管道的上接头和下接头，其特征在于上下接头之间的筒体壁上设有单流温控阀及膨胀体，单流温控阀包含热敏元件及阀杆，单流温控阀的一端沿管壁设有与筒体外界贯通的流通道，单流温控阀的另一端设有与筒体内腔贯通的流通道;

3、按照权利要求2所述的封隔器，其特征在于单流温控阀由热敏元件、阀杆、球体及弹簧设置于管内而构成，阀杆与球体之间的管上设有与球体形状相容的凸台，球体下方设置被压缩的弹簧，热敏元件采用由记忆合金制成的弹簧;

4、按照权利要求3所述的封隔器，其特征在于膨胀体由胶套、膨胀介质及螺旋管组成，螺旋管通过膨胀介质，其末端与筒体内腔相贯通，而螺旋管的另一端与单流温控阀的流通道相贯通;

5、按照权利要求2所述的封隔器，其特征在于单流温控阀由热敏元件和环状阀杆组成，位于环状阀杆的筒体上设有与筒体内腔贯通的流通口，环状阀杆的下端外侧为呈柱状锥体;

6、按照权利要求5所述的封隔器，其特征在于膨胀体由膨胀座及胶套组成，胶套套设在膨胀座的外侧，膨胀座的上部呈瓣状，膨胀座的下部与胶套下部密封固定，而位于膨胀座与筒体之间设有弹簧;

7、按照权利要求2、3或4所述的封隔器，其特征在于膨胀介质由乙酸甲酯、甲醇、烷烃类固体混合物及搀和记忆合金丝、铜粉等构成;

8、按照权利要求2、5或6所述的封隔器，其特征在于热敏元件由空心金属管及管内充填膨胀介质而构成，该金属管围绕筒体呈螺旋状设置于筒体与外筒体之间，其膨胀介质采用由乙酸甲酯、甲醇、鲸腊混合物及搀和记忆合金颗粒、铜粉构成;

9、按照权利要求2、3、4、5或6所述的封隔器，其特征在于单流温控阀的上端流通道上通过档环及档圈设置磁体，该磁体为由R-Fe-B系钕铁硼材料制成的环状磁铁按相邻的磁性以同性为序叠落而构成，并且位于档圈的与外界贯通的流通口处通过外筒体设置由橡胶制成的载流档环;

10、按照权利要求9所述的封隔器，其特征在于位于膨胀体下端的筒体上通过钢套设置扶正销。

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