一种自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置的制作方法

本实用新型属于油井作业装置及工艺方法技术领域，具体涉及一种自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置。

背景技术：

油井结蜡已经成为一种常见问题，结蜡油井占总井数60%以上，结蜡严重油井占总油井数20%以上，结蜡位置主要集中在井深400～700m处，厚度2～7mm，从井口至井下呈喇叭状分布。目前油田主要采用加清蜡剂、强磁防蜡器、热洗等三种清防蜡方式进行防蜡。清蜡剂投加难度大且成本高，强磁防蜡器易对泵的凡尔球等造成磁化，常规清蜡车热洗液易进入地层，造成油层污染，使得油井热洗后产量恢复期长，影响原油产量，空心杆热洗虽能解决地层污染问题，但是空心杆费用高，同时使用寿命短，自能热洗对地层日产低于5m³ 的油井，热洗时排蜡困难，造成热洗周期短，热洗效果差的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的问题提供一种自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置，可有效解决成本高、费用大、排蜡困难、造成热洗周期短、热洗效果差的问题。

为此，本实用新型提供了一种自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置，包括油井伴生气体分离装置、油井伴生气体除油装置、加热蒸汽装置和在线监控清蜡系统，所述油井伴生气体分离装置输出端连接油井伴生气体除油装置的输入端，其中油井伴生气体除油装置的输出端连接加热蒸汽装置的输入端，所述油井伴生气体分离装置、油井伴生气体除油装置、加热蒸汽装置分别与在线监控清蜡系统连接。

优选的，还包括供气井、水源井和被洗油井，所述油井伴生气体分离装置的输入端连接供气井，所述加热蒸汽装置的输出端通过高压软管连接被洗油井，所述加热蒸汽装置还连接水源井。

优选的，所述油井伴生气体分离装置包括供气井来气阀门、油井伴生气体分离器、安全阀、油井伴生气体分离器排油阀门、油井伴生气体分离器气压表控制阀门、油井伴生气体分离器气压表和油井伴生气体分离器出气阀门，其中油井伴生气体分离器与供气井连接的管道上设有供气井来气阀门，所述油井伴生气体分离器顶端设有安全阀，其中油井伴生气体分离器底端设有油井伴生气体分离器排油阀门，所述油井伴生气体分离器和在线监控清蜡系统之间依次设有油井伴生气体分离器气压表控制阀门和油井伴生气体分离器气压表，所述油井伴生气体分离器和油井伴生气体除油装置之间的管道上设有油井伴生气体分离器出气阀门。

优选的，所述油井伴生气体除油装置包括油井伴生气体除油器、油井伴生气体除油器气压表控制阀门、油井伴生气体除油器气压表和油井伴生气体除油器出气阀门，其中油井伴生气体除油器和在线监控清蜡系统之间依次设有油井伴生气体除油器气压表控制阀门和油井伴生气体除油器气压表，其中油井伴生气体除油器与加热蒸汽装置之间的管道上设有油井伴生气体除油器出气阀门。

优选的，所述加热蒸汽装置包括燃烧室、烟窗、加热蒸汽炉、加热蒸汽炉水压表控制阀门、加热蒸汽炉水压表、加热蒸汽炉排水排污阀门、进水阀门、进水流量表、蒸汽温度表控制阀门、蒸汽温度表和蒸汽进入被洗井控制阀门，所述燃烧室输入端连接油井伴生气体除油器出气阀门，其中燃烧室输出端连接加热蒸汽炉，所述燃烧室与在线监控清蜡系统连接，所述烟窗设置于燃烧室顶端，所述加热蒸汽炉排水排污阀门设置于加热蒸汽炉底端，所述加热蒸汽炉与水源井之间依次设有进水阀门和进水流量表，所述加热蒸汽炉与在线监控清蜡系统之间依次设有加热蒸汽炉蒸汽压力表控制阀门和加热蒸汽炉蒸汽压力表，所述加热蒸汽炉与在线监控清蜡系统之间还依次设有蒸汽温度表控制阀门和蒸汽温度表，所述加热蒸汽炉与被洗油井之间的高压软管上设有蒸汽进入被洗井控制阀门。

优选的，所述水源井与加热蒸汽炉之间的管道上设有水源井供水阀门。

优选的，所述在线监控清蜡系统和供气井之间设有监控被洗油井油压和油压阀门，其中在线监控清蜡系统用于集中监测被洗油井的油压、油温和电机参数，加热蒸汽炉出口蒸汽温度表参数，加热蒸汽炉加热蒸汽炉蒸汽压力表参数，进入热蒸汽炉进水流量表参数，热蒸汽炉加热室的炉温参数，热蒸汽炉油井伴生气体除油器气压表压力参数，油井伴生气体分离器油井伴生气体分离器气压表参数，所述在线监控清蜡系统内部还设有远程监控终端RTU，用来实现数字化远程监控现场清蜡情况，在线观察被洗油井的功图及载荷变化情况。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型提供的自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置利用加热蒸汽炉将供气井产生的天然气作为能源，水源井自产水作为洗井液加热成蒸汽，使蒸汽温度保持在120℃～140℃，蒸汽压力大于被洗油井套管压力，将蒸汽从被洗油井套管输入到被洗油井内，然后从被洗油井油管出来，快速地完成对被洗油井油管的清蜡，解决了产量低的被洗油井结蜡非常严重的问题；

（2）本实用新型提供的自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置清蜡过程是在封闭和全自动过程中进行的，不影响被洗油井的原油生产，不会污染油层，即可快速完成油井清蜡，达到了节省燃料费用、洗井液运费和安全生产的目的，同时利用程监控终端RTU上传数据至油田生产数字化平台，实现数字化远程监控现场清蜡情况，在线观察被洗油井的功图及载荷变化情况。制定合理的自能热洗计划，提高了油田生产管理水平，适应了油田发展；

（3）本实用新型提供的自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置对人体和环境没有任何影响，属于安全、环保、节能型产品，符合安全环保要求，设计精巧、体积小、重量轻、成本低、便于移动，自动化程度高，保障了自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置的可靠性、安全性和实用性。

附图说明

图1、本实用新型的结构示意图；

图2、本实用新型现场清蜡工艺示意图。

附图标记说明：

1-供气井来气阀门，2-油井伴生气体分离器，3-安全阀，4-油井伴生气体分离器排油阀门，5-油井伴生气体分离器气压表控制阀门，6-油井伴生气体分离器出气阀门，7-油井伴生气体除油器，8-油井伴生气体除油器气压表控制阀门，9-油井伴生气体除油器出气阀门，10-燃烧室，11-烟窗，12-加热蒸汽炉，13-加热蒸汽炉蒸汽压力表控制阀门，14-加热蒸汽炉排水排污阀门，15-进水阀门，16-进水流量表，17-水源井供水阀门，18-蒸汽温度表控制阀门，19-蒸汽进入被洗井控制阀门，20-被洗油井油压和油温阀门，21-在线监控清蜡系统，22-供气井，23-水源井，24-被洗油井，25-油井伴生气体分离器气压表，26-油井伴生气体除油器气压表，27-加热蒸汽炉蒸汽压力表，28-蒸汽温度表，29-被洗油井油压和油温表。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1~2所示，本实用新型公开了一种自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置，包括油井伴生气体分离装置、油井伴生气体除油装置、加热蒸汽装置和在线监控清蜡系统21，所述油井伴生气体分离装置输出端连接油井伴生气体除油装置的输入端，其中油井伴生气体除油装置的输出端连接加热蒸汽装置的输入端，所述油井伴生气体分离装置、油井伴生气体除油装置、加热蒸汽装置分别与在线监控清蜡系统21连接。

如图1~2所示，优选的，还包括供气井22、水源井23和被洗油井24，所述油井伴生气体分离装置的输入端连接供气井22，所述加热蒸汽装置的输出端通过高压软管连接被洗油井24，所述加热蒸汽装置还连接水源井23。

如图1~2所示，优选的，所述油井伴生气体分离装置包括供气井来气阀门1、油井伴生气体分离器2、安全阀3、油井伴生气体分离器排油阀门4、油井伴生气体分离器气压表控制阀门5、油井伴生气体分离器气压表25和油井伴生气体分离器出气阀门6，其中油井伴生气体分离器2与供气井22连接的管道上设有供气井来气阀门1，所述油井伴生气体分离器2顶端设有安全阀3，其中油井伴生气体分离器2底端设有油井伴生气体分离器排油阀门4，所述油井伴生气体分离器2和在线监控清蜡系统21之间依次设有油井伴生气体分离器气压表控制阀门5和油井伴生气体分离器气压表25，所述油井伴生气体分离器2和油井伴生气体除油装置之间的管道上设有油井伴生气体分离器出气阀门6。

如图1~2所示，优选的，所述油井伴生气体除油装置包括油井伴生气体除油器7、油井伴生气体除油器气压表控制阀门8、油井伴生气体除油器气压表26和油井伴生气体除油器出气阀门9，其中油井伴生气体除油器7和在线监控清蜡系统21之间依次设有油井伴生气体除油器气压表控制阀门8和油井伴生气体除油器气压表26，其中油井伴生气体除油器7与加热蒸汽装置之间的管道上设有油井伴生气体除油器出气阀门9。

如图1~2所示，优选的，所述加热蒸汽装置包括燃烧室10、烟窗11、加热蒸汽炉12、加热蒸汽炉蒸汽压力表控制阀门13、加热蒸汽炉蒸汽压力表27、加热蒸汽炉排水排污阀门14、进水阀门15、进水流量表16、蒸汽温度表控制阀门18、蒸汽温度表28和蒸汽进入被洗井控制阀门19，所述燃烧室10输入端连接油井伴生气体除油器出气阀门9，其中燃烧室10输出端连接加热蒸汽炉12，所述燃烧室10与在线监控清蜡系统21连接，所述烟窗11设置于燃烧室10顶端，所述加热蒸汽炉排水排污阀门14设置于加热蒸汽炉12底端，所述加热蒸汽炉12与水源井23之间依次设有进水阀门15和进水流量表16，所述加热蒸汽炉12与在线监控清蜡系统21之间依次设有加热蒸汽炉蒸汽压力表控制阀门13和加热蒸汽炉蒸汽压力表27，所述加热蒸汽炉12与在线监控清蜡系统21之间还依次设有蒸汽温度表控制阀门18和蒸汽温度表28，所述加热蒸汽炉12与被洗油井24之间的高压软管上设有蒸汽进入被洗井控制阀门19。

如图1~2所示，优选的，所述水源井23与加热蒸汽炉12之间的管道上设有水源井供水阀门17。

如图1~2所示，优选的，所述在线监控清蜡系统21和供气井22之间设有监控被洗油井油压29和油压阀门20，其中在线监控清蜡系统21用于集中监测被洗油井24的油压、油温和电机参数，加热蒸汽炉12出口蒸汽温度表28参数，加热蒸汽炉12加热蒸汽炉蒸汽压力表27参数，进入热蒸汽炉12进水流量表16参数，热蒸汽炉12加热室的炉温参数，热蒸汽炉12油井伴生气体除油器气压表26压力参数，油井伴生气体分离器2油井伴生气体分离器气压表25参数，所述在线监控清蜡系统21内部还设有远程监控终端RTU，用来实现数字化远程监控现场清蜡情况，在线观察被洗油井24的功图及载荷变化情况。

如图1~2所示，一种如上任一项所述的自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡方法，包括以下步骤：

步骤一：抽取供气井22的天然气从供气井来气阀门1进入油井伴生气体分离器2；

步骤二：天然气经过油井伴生气体分离器出气阀门6进入油井伴生气体除油器7，天然气在油井伴生气体除油器7中净化；

步骤三：净化后的天然气经过油井伴生气体除油器出气阀门9导入燃烧室10燃烧放热；

步骤四：水源井23自产水经过水源井供水阀门17和进水阀门15抽取到加热蒸汽炉12加热产生蒸汽，由于蒸汽压力大于被洗油井24套管压力，将蒸汽从被洗油井24套管输入到被洗油井24内，蒸汽接着从被洗油井24的油管排出，高温蒸汽使被洗油井24油管壁的蜡垢溶化，并随被洗油井24产出液举升到地面完成蒸汽热洗油井清蜡；

步骤五：在线监控清蜡系统21将被洗油井24的油压和油温、加热蒸汽炉12的压力和温度、水源井23的供水流量、油井伴生气体除油器的压力、油井伴生气体分离器的压力、燃烧室10的温度和被洗油井24电机参数等集中在一起实现集中监控，并通过远程监控终端RTU上传数据，实现数字化远程监控现场清蜡情况，在线观察被洗油井24的功图及载荷变化情况。

本实用新型自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置使用的注意要点：

1）布置井场时，自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置应距被洗井24和供气井（22）5m以上，并且不能与风相相同，最好摆成直角，以免井口漏气着火；

2）加热蒸汽炉12出口与被洗油井24的出油接头用高压耐温软管通过快速接头连接好；加热蒸汽炉12加水口与水源井23供水管线用高压软管通过快速接头连接好，通过井场水源23给加热蒸汽炉12加满水；

3）打开供气井22的采气器，伴生气进入油井伴生气体分离器2和油井伴生气体除油器7，净化后的伴生气进入加热蒸汽炉12的燃烧室10前阀门；

4）开启在线监控清蜡系统21，监控被洗油井24油压和油温、加热蒸汽炉12蒸汽压力温度、水源井23的供水流量、油井伴生气体除油器的压力、油井伴生气体分离器的压力、燃烧室10的温度和被洗油井24电机参数等，使其值在正常范围内，没有达到正常值时，调到正常值，同时打开远程监控终端RTU，调试正常；

5）点火前按正确的顺序依次打开气路阀门，并检查气路的密封性，点火必须在燃烧室无气的状态下进行，点火后，调节阀门使火焰燃烧正常；

6）将被洗油井24抽油机停下，加热蒸汽炉12蒸汽温度达到120℃～140℃时，打开蒸汽进入被洗井控制阀门19，蒸汽通过高压耐温软管进入被洗油井24套管，开始高温蒸汽焖井10～20min，此过程用水量控制在1～2m³，接着起动抽油机生产，将井筒内溶化的蜡排出井筒，此过程用时1～2h，用水量5～6m³，通过注意观察在线监控清蜡系统21上监测被洗油井24来油压力和温度，加热蒸汽炉12蒸汽压力和温度，水源井23的供水压力，水源井23的供水流量，油井伴生气体除油器7和油井伴生气体分离器2压力，燃烧室10中炉温和工作状态和抽油机工作电流值变化，当被洗油井24出油温度达到55℃时，可调节加热蒸汽炉12出口蒸汽温度，以使井口温度保持稳定，保证被洗油井24充分排蜡，可以就地通过观察被洗油井24电机电流值等参数达变化情况，或通过远程监控终端RTU在线观察被洗油井24的功图及载荷变化情况，可以判断被洗油井24清蜡情况；

7）高温蒸汽热洗油井清蜡过程温度高、时间较长，在热洗过程中井筒内的轻质成分易挥发，因此对稠油井，在热洗后及时加入适当的降粘剂以减少抽油机的载荷波动，同时在热洗油井时，可适当加大地面供水量，提高蒸汽量；

8）洗井结束，应对被洗油井24的地面洗井流程和燃气流程进行扫线，以清除余油，保持设备清洁，完成后，再拆卸联结管线，撤离井场。

本实用新型自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置最高温度的限制和功能确认：自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置的设计温度范围为0～200℃，即200℃是自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置换热器的工作极限温度，用换热器温度控制燃烧器10气源，以保证换热器在运行过程中不超过极限温度，自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置的工作温度范围设定为140℃（偏差±5℃），即：0～140℃时，电磁阀为通电状态，燃烧器10燃烧，当自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置的工作温度等于145℃时，电磁阀为断电状态，主火停火燃烧；当自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置的工作温度等于135℃时，主火启动。

自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置上设置有插地线钎，自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置在接入电源前，必须先将地线钎砸入潮湿的地面50cm深度以下，若土层干燥，必须用足量水浸湿地层，与地下潮湿层相接，才能保证地线的安全作用。

本实用新型提供的自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置及方法利用加热蒸汽炉将供气井产生的天然气作为能源，水源井自产水作为洗井液加热成蒸汽，使蒸汽温度保持在120℃～140℃，蒸汽压力大于被洗油井套管压力，将蒸汽从被洗油井套管输入到被洗油井内，然后从被洗油井油管出来，快速地完成对被洗油井油管的清蜡，解决了产量低的被洗油井结蜡非常严重的问题。

本实用新型提供的自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置及方法清蜡过程是在封闭和全自动过程中进行的，不影响被洗油井的原油生产，不会污染油层，即可快速完成油井清蜡，达到了节省燃料费用、洗井液运费和安全生产的目的，同时利用程监控终端RTU上传数据至油田生产数字化平台，制定合理的自能热洗计划，提高了油田生产管理水平，适应了油田发展。

本实用新型提供的自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置及方法对人体和环境没有任何影响，属于安全、环保、节能型产品，符合安全环保要求，设计精巧、体积小、重量轻、成本低、便于移动，自动化程度高，保障了自能蒸汽自动热洗油井在线清蜡装置的可靠性、安全性和实用性。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。