清蜡系统的制作方法

本实用新型涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种清蜡系统。

背景技术：

在原油开采过程中，随着温度、压力的不断下降，溶解在原油中的沉积物就会以结晶体析出、长大聚集和沉积，形成结蜡现象。油井结蜡后，出油通道内径逐渐缩小，给油流增加阻力，降低了油井产能，有的甚至将油流通道堵死，造成油井停产。因此，油井清蜡十分必要。

油井清蜡是将粘附在油井管壁或者抽油泵等工具上的蜡清除掉的工艺方法，现有技术中，常用的油井清蜡方法主要包括机械清蜡，使用专门的清蜡系统例如刮蜡筒、清蜡片等，将附着于油井井筒中的蜡刮掉。

但是，由于油气井的不稳定性，机械清蜡过程中经常发生顶钻、卡钻、落鱼等复杂的安全事故，安全性能低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种清蜡系统，以解决机械清蜡容易发生安全事故的问题，实现安全、高效清蜡。

本实用新型提供一种清蜡系统，包括：油管、套管、气举阀和注气装置；

所述套管套设在所述油管外侧，所述套管通过套管头固定在油井口，所述套管头上设置有注气口，所述注气口与所述注气装置连接，用于将来自所述注气装置的气举气注入到所述油管和所述套管之间的油套环空内；

所述注气装置包括制气装置和加热装置，所述制气装置与所述加热装置连接，所述制气装置用于提供气举气，所述加热装置用于加热所述气举气；

所述气举阀设置在所述油管上，用于连通所述油管和所述油套环空。

本实用新型提供的清蜡系统，通过设置注气装置和气举阀，使得气举气加热管柱，提高井筒温度，使得结晶的石蜡重新溶解到油气中，从而达到清蜡的目的；同时，气举气可举升油管内流体，帮助油气井自喷生产，提高油气井的开发效果，提高采收率。

进一步地，所述注气装置还包括：增压装置；

所述增压装置与所述加热装置连接，用于对加热后的气举气进行增压。

进一步地，所述注气装置还包括：移动撬装底座；

所述制气装置、所述加热装置和所述增压装置皆设置在所述移动撬装底座上。

进一步地，所述气举阀的数量为多个。

进一步地，所述气举气包括氮气或天然气。

进一步地，所述清蜡系统还包括：封隔器；

所述封隔器设置在所述气举阀的下方，用于封隔所述油套环空。

进一步地，所述清蜡系统还包括：单向阀；

所述单向阀设置在所述油管的末端，用于防止油液回流。

进一步地，所述清蜡系统还包括：注气管线；

所述注气口与所述注气装置通过所述注气管线连接。

进一步地，所述注气管线上设置有可调节流量的注气阀门。

进一步地，所述清蜡系统还包括：油气分离器；

所述油气分离器与所述油管连接，用于分离所述油管输出的油和气。

本实用新型提供的清蜡系统，通过设置注气装置和气举阀，使得气举气加热管柱，提高井筒温度，使得结晶的石蜡重新溶解到油气中，从而达到清蜡的目的；同时，气举气可举升油管内流体，帮助油气井自喷生产，提高油气井的开发效果，提高采收率。进一步地，注气装置设置为模块化可移动撬装装置，方便注气装置的移动，以适用于不同油气井的气举清蜡。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的清蜡系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的清蜡系统的又一结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的注气装置的结构示意图；

图4为本实用新型又一实施例提供的清蜡系统的结构示意图；

图5为本实用新型再一实施例提供的清蜡系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的清蜡系统的流体流动方向的示意图。

附图标记：

100-油管

11-单向阀

200-套管

21-套管头

211-注气口

300-气举阀

400-注气装置

41-制气装置

42-加热装置

43-增压装置

44-移动撬装底座

500-油套环空

51-封隔器

600-注气管线

61-注气阀门

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要理解的是，石油主要是由各种组分的碳氢化合物组成的混合物，各种组分的碳氢化合物的相态随着开采条件的变化而变化，其中的固态物质主要是含碳原子数目为16-64的烷烃，这种物质称为石蜡。纯石蜡为白色略带透明的结晶体。

油井在生产过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，达到一定的条件时，原油中溶解的石蜡就结晶、析出。随着条件的进一步变化，石蜡不断地析出，其结晶体便聚集和沉淀在油管、套管、抽油杆和抽油泵等设备和工具上，这种现象就是结蜡。油井结蜡不是白色晶体，而是黑色的半固体和固体状态的石蜡、沥青、胶质、泥沙等杂质的混合物。油井结蜡后，出油通道内径逐渐缩小，给油流增加阻力，降低了油井产能，有的甚至将油流通道堵死，造成油井停产。

影响油井结蜡的因素主要有石油的组分和温度、原油中胶质和沥青质的含量、压力和溶解气、原油中的水和机械杂质、油液流动的速度，以及油井井筒表面的粗糙程度和表面性质等。通过在增加油流速度、在油管内涂层和使用防蜡剂等方式可以有效防止油井结蜡。油井防蜡的作用效果是有限的，因此，需要采用油井清蜡。

油井清蜡是将粘附在油井管壁或者抽油泵等工具上的蜡清除掉的工艺方法，常用的油井清蜡方法主要包括机械清蜡、热力清蜡、化学药剂清蜡、微生物清蜡等。其中，机械清蜡就是用专门的清蜡系统，将附着于油井井筒中的蜡刮掉，这是一种简单又直观的清蜡方法，在自喷井和抽油井中广泛应用。但是，由于油气井的不稳定性，机械清蜡过程中经常发生顶钻、卡钻、落鱼等复杂的安全事故，安全性能低。

热力清蜡是利用热能提高油管和液流的温度，当温度超过蜡的熔点时，可起到清蜡作用。现有技术中，热力清蜡一般选择热油、热水等载体，进行热洗清蜡。本实用新型实施例中，则选择气体作为载体，通过气举实现清蜡。

其中，气举采油法指的是，人为把高压气体注入井底，延续油井的自喷采油，使得原油喷出地面的采油方法。气举采油通常包括连续气举和间歇气举：连续气举指的是从油套环空(或油管)内将高压气连续地注入井内，使油管(或油套环空)中的液体充气以降低其密度，从而降低井底流压，排出井中液体的一种人工举升方式；间歇气举指的是向油套环空内周期性地注入高压气体，气体迅速进入油管内形成气塞，将停注期间井中的积液推至地面的一种人工举升方式，适用于低压低产能的油井。

注入的高压气体在井筒中有两方面作用，一方面为举升作用，依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中的混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面，另一方面为降粘作用，依靠气体与稠油的混合溶解作用，使稠油粘度降低，增加稠油的流动性并减少稠油与井筒的摩阻损失。

下面参考附图并结合具体的实施例描述本实用新型。

图1为本实用新型实施例提供的清蜡系统的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的清蜡系统的又一结构示意图，参考图1所示，本实用新型提供一种清蜡系统，包括：油管100、套管200、气举阀300和注气装置400；套管200套设在油管100外侧，套管200通过套管头21固定在油井口，套管头21上设置有注气口211，注气口211与注气装置400连接，用于将来自注气装置400的气举气注入到油管100和套管200之间的油套环空500内；注气装置400包括制气装置41和加热装置42，制气装置41与加热装置42连接，制气装置41用于提供气举气，加热装置42用于加热气举气；气举阀300设置在油管100上，用于连通油管100和油套环空500。

具体地，来自注气装置400的气举气通过注气口211注入到油套环空500中，再经过气举阀300进入到油管100内，由于气举气经过了加热装置42的加热，具有一定的温度，进入油套环空500和油管100内后，可有效加热油管100，进而提高井筒内的温度，使结晶的石蜡重新溶解到油气中，达到清蜡的目的。且气举气本身具有的举升作用和降粘作用，可以提高油气井的生产能力。

需要说明的是，套管头21是钻井过程中对井口压力进行控制的重要设备，套管头21本体上一般设置有侧通道。注气口211本质上为套管头本体上的侧通道口，一般分布在套管头本体的左右两侧。注气口211的直径大小根据套管头21本体的规格不同而不同，注气口211通过管道与注气装置400连接。注气装置400中的气举气经过注气口211、套管头21进入油套环空500，再进入油管100，发挥清蜡作用。

当油套环空500内的压力大于油管100内部的压力时，气举阀300的进气通道打开，高压气体高速进入油管100内部，起到举升作用和降粘作用。气举阀300的具体种类在此不做限制，常用的套压控制阀和充气波纹管气举阀等都可以实现上述气举阀300的功能。

进一步地，气举阀300的数量可以为一个或多个，其数量与油管100的深度及油套环空500内部的压力等条件有关，设置多个气举阀300更有利于气举气快速均匀地进入油管100内部，以起到更好的降粘和举升效果。

注气装置400设置在地面上，用于为气举清蜡提供符合要求的气举气。注气装置400包括制气装置41和加热装置42，制气装置41作用是提供气举气源，其可利用油气井分离后的天然气作为气源，或者利用氮气等惰性气体作为气源。由于气举清蜡需要耗费较多的气体，因此制气装置41可以为大型储气罐或者与配气间连接的注气泵等装置。加热装置42的具体形式不限，可以采用电加热、燃气加热等方式。加热装置42对气举气的加热温度应严格控制，避免气举气温度过高破坏管柱和其它零部件。

气举气进入油套环空500后，可以压低油套环空500中的油液液面，进而通过气举阀300进入油管100中，可以改变井筒内温度场，提高井筒温度，从而使石蜡重新溶解到油气中，达到清蜡目的。

气举气包括氮气或天然气。注入油套环空500的气举气可以为天然气，天然气为采油过程中的产品，在油井生产过程中可以保证气源充足，同时天然气的溶解降粘效果较好。注入油套环空500的气举气也可以为惰性气体，如氮气，惰性气体不容易与稠油中的物质发生化学反应，作业过程安全性能高。

气举气、溶解的石蜡、稠油、稀油的混合物经过油管100被举升至地面后，经过油管100和设置在套管头21上部的采油树去生产流程。至于混合物的分离处理及生产流程的具体工艺，在此实施例中不做具体描述。

本实用新型实施例提供的清蜡系统，通过设置注气装置和气举阀，使得气举气加热管柱，提高井筒温度，使得结晶的石蜡重新溶解到油气中，从而达到清蜡的目的；同时，气举气可举升油管内流体，帮助油气井自喷生产，提高油气井的开发效果，提高采收率。

下面采用更加详细的实施例，对各部件的结构进行详细说明。

图3为本实用新型实施例提供的注气装置的结构示意图，参考图1-图3所示，注气装置400还包括：增压装置43；增压装置43与加热装置42连接，用于对加热后的气举气进行增压。增加压力后的气举气，进入油套环空500可压低油套环空500内的液面高度，从而较快地通过气举阀300进入油管100中，且高压气体对油管100内的流体的举升效果更强，可有效提高油井生产效率。

进一步地，注气装置400还包括：移动撬装底座44；制气装置41、加热装置42和增压装置43皆设置在移动撬装底座44上。通过将制气装置41、加热装置42和增压装置43安装在移动撬装底座44上，可实现注气装置400的模块化、可撬装化，方便注气装置400的移动，以适用于不同油气井的气举清蜡。

图4为本实用新型又一实施例提供的清蜡系统的结构示意图，参考图4所示，本实施例中提供的清蜡系统还包括：封隔器51；封隔器51设置在气举阀300的下方，用于封隔油套环空500。

其中，封隔器51的具体种类在此不做限制，封隔器51用于封隔油套环空500，将油套环空500的上下两部分封隔开。封隔器51封隔了油套环空500后，通过注气口211注入的气举气，进入油套环空500后不能通过封隔器51所在的位置，即不能从油管100的末端进入油管100，而是通过气举阀300进入油管100内部。油液通过油管100的末端进入油管100，再与通过气举阀300进入油管100的气举气混合，气举气可使得油液粘度降低，提高举升效率，实现安全生产。

在上述实施例的基础上，本实施例提供的清蜡系统还包括：单向阀11；单向阀11设置在油管100的末端，用于防止油液回流。油管100末端设置有单向阀11，油液通过单向阀11进入油管100。单向阀11可以避免产油的倒流，流动方向只能为油液从井底通过单向阀11进入油管100内部，油管100内部的稀油和混合液体不能通过单向阀11流出。

图5为本实用新型再一实施例提供的清蜡系统的结构示意图，参考图5所示，清蜡系统还包括：注气管线600；注气口211与注气装置400通过注气管线600连接。

注气管线600上设置有可调节流量的注气阀门61，注气阀门61用于控制注入油套环空500的气举气的流量。根据工况对应调节注气阀门61，以方便地改变注入的气体量。

图6为本实用新型实施例提供的清蜡系统的流体流动方向的示意图，参考图6所示，来自制气装置41的气举气通过经过加热装置42、增压装置43进行加热、增压后，经过注气管线600和注气阀门61的输送，再通过注气口211注入到油套环空500中；气举气进入油套环空500后，可以压低油套环空500中的油液液面，进而通过气举阀300进入油管100中，改变井筒内温度场，提高井筒温度，从而使石蜡重新溶解到油气中，达到清蜡目的。

在上述实用新型实施例的基础上，本实施例提欧共的清蜡系统还包括：油气分离器(图中未示出)；油气分离器与油管100连接，用于分离油管100输出的油和气。气举气、溶解的石蜡、稠油、稀油的混合物经过油管100被举升至地面后，经过油管100和设置在套管头21上部的采油树去生产流程，再经过油气分离器等装置实现混合物的分离。

本实用新型实施例提供的清蜡系统，通过设置注气装置和气举阀，使得气举气加热管柱，提高井筒温度，使得结晶的石蜡重新溶解到油气中，从而达到清蜡的目的；同时，气举气可举升油管内流体，帮助油气井自喷生产，提高油气井的开发效果，提高采收率。进一步地，注气装置设置为模块化可移动撬装装置，方便注气装置的移动，以适用于不同油气井的气举清蜡。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。