具有蒸汽热水双功能的油田修井环保清洗设备的制作方法

文档序号:31452096发布日期:2022-09-07 13:33阅读:49来源:国知局

1.本发明涉及石油工业油田修井技术领域,特别是涉及一种具有蒸汽热水双功能的油田修井环保清洗设备。


背景技术:

2.近几年来,油田修井过程中,环保清洗技术陆续得到推广,油杆、油管在起出过程中的污染问题得到了初步解决。但遇到泄油器打不开或没安装泄油器的油井,一些施工队伍,不分套压高低,采用正洗方式,从油井套管给油井注入几十方温水,这种方法,影响了采油产量。
3.目前,在油田施工的所有清洗队伍,使用的加热设备多数是热水锅炉,少数是蒸汽发生器,但都是单一功能。热水锅炉只能产生热水,蒸汽发生器只能产生蒸汽。
4.在清洗实践中发现:使用热水锅炉,用热水清洗油杆和油管外壁时效果好;但在油管起出后单根清洗油管内壁时,因热水不能充满油管内壁,故清洗不干净,清洗效果不达标。
5.使用蒸汽发生器在单根清洗油管内壁时,因高温蒸汽能充满油管,效果很好,但清洗油杆和油管外壁时,则因压力不足而清洗不干净。
6.因油井井况多种多样,有的井况适合用蒸汽清洗,有的井况适合用热水清洗。


技术实现要素:

7.为克服单功能清洗设备的弊端,取长补短,从而满足各种井况的清洗需求,使环保清洗工艺再上一个台阶。尽量不正洗,不影响原油产量。达到省水、省燃料、加快清洗速度、提高清洗质量,实现环保清洗高标准。我公司发明了具有蒸汽和热水双功能的油田修井环保清洗设备。
8.为实现上述目的,本发明提供了如下方案。
9.一种双功能清洗设备,包括:双功能锅炉、双套自动控制系统、一套补水系统,两套(蒸汽、热水)输送管路和其他配套部件。
10.根据油井实际情况,清洗油杆、油管内外壁时,分别采用蒸汽、热水两种介质,用不同清洗的方式,满足不同井况的实际需求,提高清洗质量,达到环保清洗的目的。
11.可选地,所述双功能锅炉是同一台锅炉具备蒸汽、热水两种功能,需用蒸汽时产生蒸汽,需用热水时产生热水。
12.可选地,所述双套自动控制系统,在同一台设备上,配置一套蒸汽控制系统,一套热水控制系统。使用蒸汽时,用压力控制燃烧器的启动和停止,从而得到需要的蒸汽量和蒸汽温度。使用热水清洗时,用出口温度控制燃烧器的启动和停止,从而得到需要的热水温度。用变频器调整加压泵转速,从而得到所需要的热水流量。
13.可选地,所述两套输送管线,一套是蒸汽输送管线,另一套是热水输送管线。蒸汽输汽管线前端和锅炉蒸汽出口连接,后端和蒸汽控制阀连接,蒸汽通过蒸汽控制阀输送到
蒸汽清洗器;热水输送管从锅炉热水出口引出,连接加压泵,热水通过加压泵输送到热水清洗器。
14.可选地,所述两种清洗器是热水清洗器和蒸汽清洗器。分别适用于油杆清洗、油管内壁清洗和油管外壁清洗。
15.可选地,所述一套补水系统包括子母水箱、补水泵、补水泵的进水管、出水管和水位控制器。当锅炉低水位时,水位控制器会启动补水泵,水箱的水被吸入补水泵内,经过增压,注入锅炉。当水位达到设定高度时,控制器会自动关闭补水泵,停止补水。
16.清洗开始,水位开始下降,当水位降至最低水位时,控制器会启动补水泵,给锅炉补水。周而复始,保障锅炉始终处于正常水位。
17.可选地,所述子母两个水箱,子箱体积小,母箱体积大,子箱设在母箱之内,并焊接在一起。母箱是方体,子箱占据母箱一个内角,子箱和母箱底部有个通水孔,水位自动保持一致。
18.在清洗油杆(或油管外壁)过程中,一小部分热水被利用。一大部分热水自动返回子水箱。因返回子水箱的热水,立即循环使用,不会和母水箱的冷水混合。从而达到节约燃料的目的。
19.可选地,所述配电箱,功能是:接收锅炉出口的温度信号、水位计压力信号和水位信号。通过各种电器元件,用水位信号控制补水泵的启动和停止。用压力信号控制燃烧器的启动和停止。用温度信号,控制燃烧器的启动和停止。用变频器调整补水泵或加压泵的转速从而得到合适水流量。
20.可选地,所述减震消音垫,因加压泵本身构造的原因,加压泵在运行过程中,噪音可达76分贝。为减低噪音,在加压泵和托架结合部加装了专用的减震消音垫,使噪音降至正常水平。
21.可选地,为满足不同井况的清洗需要,本设备可分别提供以下5种不同的清洗方式。
22.1.用热水清洗抽油杆:将抽油杆清洗器安装在油井的油管顶端,用热水输水管将高压泵的出口和油杆清洗器连接,在抽油杆提升过程中,用高温高压热水将抽油杆清洗干净。
23.2.能打开泄油器的油井,用热水冲洗油管内壁。
24.将热水输送管安装在井下油管顶端的管箍上,开启加压泵,将热水压入地下油管,清洗油管内壁。
25.3.打不开泄油器的油井,分别用蒸汽和热水同时清洗油管内壁和外壁。
26.在井口上安装好井口防喷器,将油管外壁清洗器安装在井口防喷器上,并套装在油管周围,用热水输水管把加压泵和油管外壁清洗器接通。
27.用蒸汽输送管把蒸汽阀和蒸汽清洗器连通。
28.在油管起出过程中,先开启加压泵出水阀,用热水将油管外壁清洗干净,当油管提升到一定高度时,再开启蒸汽控制阀,用蒸汽将油管内壁自上而下清洗干净。
29.4.结蜡严重、油太稠并打不开泄油器的油井,用本设备井下油管清洗机在井下清洗油管、解堵。
30.在井上依次安装好井口防喷器、油井外壁清洗器和井口集液桶。将热水输水管上
端和加压泵出水管连接在一起,其下端经过井下油管清洗机,再经过井口导向器,一直下伸到油井设定位置。开启加压泵,将热水压入井下油管,将稠油和结蜡融化,变成混合液,混合液向上返出井口。
31.5.电泵井和不需要提管的油井,用本设备和井下油管清洗机在井下清洗油管、解堵。
32.不动采油树,在采油树顶端安装好集液桶、支撑架。再启动井下油管清洗机,将热水输送管通过井口导向器向下送入油井油管。开启加压泵,热水进入油管和井液混合,边下管边清洗,将被融化的井液置换出井口。再通过泄液管流入井液回收桶,压入地下官网或地面水箱。完成解堵清洗任务。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将实施例中的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例中,蒸汽热水双功能清洗设备组装示意图。
35.图2为本发明实施例中,用热水刺洗抽油杆示意图。
36.图3为本发明实施例中,能打开泄油器的油井,用热水在井下清洗油管内壁示意图。
37.图4为本发明实施例中,打不开泄油器的油井,分别用蒸汽和热水在井上同时清洗油管外壁和内壁示意图。
38.图5为本发明实施例中,因油稠、结蜡严重,打不开泄油器的油井,用井下油管清洗机在井下解堵、清洗油管示意图。
39.图6为本发明实施例中,电泵井和不需要提管柱的油井,用井下油管清洗机在井下解堵、清洗油管示意图。
40.图中:1-操作间、2-温度信号线、3-水位计信号线、4-燃烧器电缆、5-燃烧器、6-双功能锅炉、7-水位计、8-安全阀、9-锅炉热水出口、10-锅炉蒸汽出口、11-锅炉测温点、12-烟囱、13-配电控制箱、14-补水泵变频器、15-加压泵变频器、16-加压泵电缆、17-补水泵电缆、18-加压泵、19-加压泵进口管、20-加压泵出水阀、21-补水泵、22-补水泵进水管、23-子母水箱、24-底架、25-锅炉进水管、26-锅炉排污阀、27-蒸汽出口管、28-蒸汽控制阀、29-加压泵出口管、30-油杆、31-油杆清洗器、32-油杆防喷器、33-井口防喷器、34-热水进口、35-旋涡式气泵、36-真空桶、37-套管阀门、38-筛管、39-油井油管、40-油井套管、41-热水输送管、42-油管管箍、43-油管卡箍、44-外壁清洗器、45-泄液管、46-蒸汽输气管、47-蒸汽进口、48-蒸汽清洗器、49-井液回收桶、50-井下油管清洗机、51-导向器、52-井口集液桶、53-排液管、54-刮蜡器、55-油管内壁清洗器、56-油管阀门、57-止回阀、58-压入泵、59-支架、60-减震消音垫。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明中的一部分实施例,而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
42.为使本发明的特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
43.实施例1(见图1)。
44.本实施例提供一种双功能清洗设备,如图一所示,主要包括:双功能锅炉6(以下简称锅炉)、水位计7、燃烧器5、配电箱13、补水泵21、水箱23、锅炉6安装在水箱23上面。水位计7安装在锅炉6的侧面中上部,燃烧器5安装在锅炉6前端,配电箱13挂装在操作间1的内壁上,补水泵变频器14挂装在操作间1内壁上,补水泵21通过补水泵电缆17依次和补水泵变频器14、配电控制箱13连接。补水泵21进口通过补水泵进水管22和水箱23连通。补水泵21出口通过锅炉进水管25和锅炉6接通。
45.锅炉自动补水和热水加压过程。
46.水箱23中的水被吸入补水泵21,经加压后,经过锅炉进水管25输进锅炉。锅炉水位计7水位开始上升,上升至最高水位时,水位计信号线3会将信号传至配电箱13,配电箱13会根据信号,断开补水泵21,停止补水。
47.加压泵18安装在操作间1内,加压泵和底部安装有减震消音垫60,加压泵18通过加压泵电缆16和加压泵变频器15和配电箱13相连接。加压泵18的进水口用加压泵进水管19和锅炉热水出口9连通,加压泵18出口通过加压泵出水阀20和加压泵出口管29连接。
48.清洗用热水时,启动加压泵18,高温热水从锅炉热水出口9被引出,通过加压泵进口管19,进入加压泵18,经过升压后变成高压高温热水,高压高温热水通过加压泵出水阀20,加压泵出口管29输至用水处。
49.因热水不断从锅炉6内被引出,导致水位计7的水位不断下降,直至下降到最低水位,瞬间,水位计信号线3将信号传给配电箱13,配电箱13自动将补水泵启动,又开启补水,完成锅炉6补水的循环过程。
50.蒸汽出口10安装在锅炉顶部,通过蒸汽输送管27和蒸汽控制阀28连接。
51.实施例2:用热水清洗抽油杆(见图2)。
52.将油杆防喷器32、油杆清洗器31依次安装在油管39的顶端管箍上,用热水输送管41前端和加压泵出口阀20相连接,后端和油杆清洗器31的进口34接通。在抽油杆30提升过程中,启动加压泵18,热水通过加压泵出口管29、热水输送管41,进入油杆清洗器31,对抽油杆30进行清洗,抽油杆30边提升边清洗,连续将整根抽油杆30清洗干净。清洗产生的液体落入油管,通过筛管进入套管环空。
53.将旋涡式气泵35、真空桶36依次和套管阀门37接通,将油井套管40吸成真空,即防止筛管堵塞,又防止油杆清洗器向外喷热水。
54.在抽油杆清洗过程中,清洗一根抽油杆大约需要1分钟,抽油杆向上提升约用10秒,上升时需用高温热水清洗。油杆拆卸和下放约用50秒,拆卸时停止供水。但是,加压泵不许可频繁启动(开10秒,停50秒,又开10秒又停)。只能是在停止用水时,让多余热水自动循环回水箱。
55.实践得知:油杆清洗4小时,循环回水箱的水量约5m
³
。如果第一天清洗油杆,第二天清洗油管,热水在井场存放一宿,5m
³
热水变成冷水。第二天重新加温,白白浪费燃油。
56.为节约燃料,做成子母水箱,清洗用水从子水箱吸入,多余热水循环回子水箱,不进入母水箱,立即被补水泵吸走,压入锅炉,再进入加压泵,显著地节省了燃料。
57.实施例3:能打开泄油器的油井,在井下清洗油管内壁(见图3)。
58.在井口依次装好井口防喷器33、油管外壁清洗器44、油管卡箍43,将热水输送管41一端连接加压泵出口管29。另一端接入油管管箍43,热水从加压泵18流出,通过热水输水管41,直接流入油井油管39内,将油管内壁洗干净。
59.实施例4:打不开泄油器的油井,在油管提升时,用热水冲洗油管外壁,同时用蒸汽清洗油管内壁(见图4)。
60.将井口防喷器33安装在油井套管40上端的大四通上,将油管外壁清洗器44安装在井口防喷器33上。将蒸汽清洗器48安装在油管39的顶端,将蒸汽管46的上端和蒸汽阀28接通,下端和蒸汽清洗器48连通。
61.用热水清洗外壁。
62.将热水输送管41的前端和加压泵出水阀20连通,后端和外壁清洗器44连通。在油管提升时,先开启加压泵出水阀20,热水进入油管外壁清洗器44,将油管外壁清洗干净。油管39提升到位,旋开油管,将管内井液泄入井液回收桶49。
63.用蒸汽清洗内壁。
64.开启蒸汽阀门28,蒸汽通过蒸汽清洗器,48,进入油管39内,将油管内壁清洗干净,清洗下来的流体,流入回收桶49。最后压入地下管网或地面水罐。
65.实施例5:油稠、结蜡严重的油井,用井下油管清洗机在井下清洗油管(见图5)。
66.将井口防喷器33安装在油井大四通上,将油管外壁清洗器44套装在油管39上部。将井口集液桶52安装在外壁清洗器44,将井下油管清洗机50安装在井口一侧,清洗机50上的热水输送管41的前端和加压泵出口管29接通。(在后端上安装好刮蜡器54和油管内壁清洗器55),热水输送管41后端经过井下油管清洗机50和导向器51向下伸入油管39内。启动加压泵18,高温高压热水从加压泵出口阀20喷出,在热水输送管41内,直达油管内壁清洗器55,热水输送管41自上而下,边下放边喷热水,热水和井液混合,将稠油结蜡溶解,随井液一起被置换出井口,上升至井口集液桶52,通过泄液管45流入井液回收桶49,在热水输送管41下井过程中,油管内壁清洗器55连续向油管内壁喷水,刮蜡器54连续下行刮蜡,将油管39清洗干净,达到在井下清洗油管,在线密闭清洗的环保目的。
67.实施例6:电泵井和不需要提管柱的油井用井下油管清洗机在井下解堵、清洗油管(见图6)。
68.关闭采油树所有阀门,将井口集液桶52安装在顶端阀门56上,将井液回收桶49和压入泵58连通,压入泵58和止回阀57连接。将热水输送管41的上端和加压泵出水管29连接,在热水输送管41的下端,安装好刮蜡器54和油管内壁清洗器55,在收卷机50的作用下,热水输水管经过导向器51向下伸入油管39设定位置。
69.开启加压泵18,热水由热水输送管41输送到油管内壁清洗器55,在热水输水管41下放过程中,边下放边冲洗油管,将油管自上而下清洗干净。热水和井液混合后向上返出直至井口集液桶52,通过泄液管45,进入井液回收桶49,启动压入泵58,将混合液通过止回阀57压入地下集油管网。达到不提管柱,在井下清洗油管、解堵的目的。
70.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他
实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
71.本发明应用了具体实施对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的创新技术;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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