一种防蜡装置及采油防蜡管柱的制作方法

1.本发明是关于采油技术领域，尤其涉及一种防蜡装置及采油防蜡管柱。


背景技术：

2.气举采油技术广泛应用于国内外各大油田，它是通过装在油管上的气举阀，将天然气连续不断地注入油管内，与油管内的液体混合，降低液柱的密度，从而将井筒液柱举升到地面的一种采油方式。但对于原油含蜡量高的油井来说，由于注入的气体加剧了井筒温度的降低，导致气举井普遍存在结蜡现象。而油管的结蜡将导致产量下跌，气举效率降低，严重时蜡质堵塞油管，无法生产。
3.目前针对上述结蜡现象，常用的气举井清蜡工艺主要有机械刮蜡、热洗清蜡、化学清蜡和电加热清蜡。但是，这些清防蜡工艺在实际应用过程中都存在一些问题，其中，机械清蜡周期短、清蜡费用高；热洗清蜡洗井时间长、洗井液溶液污染油层；机械清蜡和热洗清蜡需要周期性关井作业，影响生产；化学清蜡成本高、对气举阀有腐蚀作用；电加热清蜡风险大、成本高。
4.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种防蜡装置及气举采油管柱，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种防蜡装置及采油防蜡管柱，能够利用地热来提高井筒温度，从根本上防止井筒结蜡的发生，成本低，不会污染油层，能够实现持续防蜡，不需要定期关井清蜡，保证了油井的正常生产。
6.本发明的目的可采用下列技术方案来实现：
7.本发明提供了一种防蜡装置，包括传热管和循环泵；传热管包括螺旋管以及包裹在螺旋管中部外壁的隔热套，螺旋管由一根导热管对折并螺旋缠绕形成，且对折后形成的两部分导热管分别作为进液管和出液管，在螺旋管的内腔中填充有导热液；进液管的开口端与循环泵的出液端连接，出液管的开口端与循环泵的进液端连接。
8.在本发明的一较佳实施方式中，导热管为无缝钢管，导热液为导热油，隔热套采用酚醛泡沫复合隔热材料制成。
9.在本发明的一较佳实施方式中，传热管还包括包裹在螺旋管外侧的保护套，隔热套夹设在螺旋管和保护套之间。
10.在本发明的一较佳实施方式中，保护套由扁状铝条在螺旋管外侧盘旋缠绕形成。
11.在本发明的一较佳实施方式中，还包括竖直设置的悬挂器；在悬挂器的上端固定有安装板，安装板上开设有两个通孔，传热管的上端穿设在悬挂器的内腔中，且进液管和出液管的开口端分别由安装板上对应的通孔穿出后与循环泵连接。
12.本发明还提供一种采油防蜡管柱，包括：竖直设置的油管管柱；以及上述的防蜡装置，传热管插设在油管管柱内，且传热管的下端穿过油管管柱并向下延伸。
13.在本发明的一较佳实施方式中，油管管柱包括至少一组气举油管，每组气举油管包括呈上下设置的隔热油管和气举阀。
14.在本发明的一较佳实施方式中，隔热油管为真空隔热管。
15.在本发明的一较佳实施方式中，油管管柱还包括位于底端的封隔器。
16.在本发明的一较佳实施方式中，在气举油管和封隔器之间还设有反洗阀。
17.在本发明的一较佳实施方式中，设有多组气举油管，各气举阀和反洗阀的开启压力从上至下依次增大。
18.在本发明的一较佳实施方式中，油管管柱还包括设在封隔器下端的喇叭口。
19.由上所述，本发明通过循环泵和螺旋管的配合，在使用时将螺旋管的吸热段对应产层的位置放置，使螺旋管吸热段的导热液能够不断吸收产层自身的热量，利用隔热套能够防止螺旋管隔热段的热量损失，同时通过循环泵驱使导热液在螺旋管内循环流动，进而能够将油井产层自身的热量源源不断地传递到井筒上部，以提高上部井筒的温度，从根本上来防止井筒结蜡的发生。
20.与现有的清防蜡工艺相比，本发明的结构更加简单，操作简便，利用地热便能够提高井筒温度，耗能低，能够实现低成本清防蜡；而且能够实现持续防蜡，并不需要定期关井清蜡，也不会污染油层，进而不会影响油井的正常生产。此外，本发明中采用单根导热管螺旋缠绕的方式加工螺旋管，不仅增大了传热管的吸热和散热面积，提高了导热效果，而且便于传热管的起下作业。
附图说明
21.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
22.其中：
23.图1：为本发明提供的采油防蜡管柱的结构示意图。
24.图2：为本发明提供的传热管的结构示意图。
25.图3：为本发明提供的采油树及悬挂器的结构示意图。
26.其中，图1和图3中的箭头代表导热液的流动方向。
27.附图标号说明：
28.1、传热管；11、螺旋管；111、进液管；112、出液管；12、隔热套；13、保护套；14、吸热段；15、隔热段；16、散热段；
29.2、循环泵；
30.3、悬挂器；31、安装板；
31.4、采油树；
32.5、油管管柱；51、隔热油管；52、气举阀；53、反洗阀；54、封隔器；55、喇叭口。
33.6、生产套管；7、产层。
具体实施方式
34.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
35.如图1和图2所示，本实施例提供一种防蜡装置，包括传热管1和循环泵2。传热管1
包括螺旋管11以及包裹在螺旋管11中部外壁的隔热套12，螺旋管11由一根导热管对折并螺旋缠绕形成，且对折后形成的两部分导热管分别作为进液管111和出液管112，在螺旋管11的内腔中填充有导热液。进液管111的开口端与循环泵2的出液端连接，出液管112的开口端与循环泵2的进液端连接。
36.其中，进液管111和出液管112在底部连通，上面螺旋缠绕，进液管111的上部开口端作为螺旋管11的进液口，出液管112的上部开口端作为螺旋管11的出液口。本实施例中的螺旋管11采用一根导热管对折并螺旋缠绕形成，加工更加方便。在使用时，进液管111和出液管112的连接端朝下放置，整个传热管1插设在油管管柱5内并伸出油管管柱5，循环泵2放置在地面上。隔热套12将螺旋管11位于井筒内的部分从下至上划分成吸热段14、隔热段15和散热段16，各段的长度一般根据井筒温度梯度和结蜡位置来设计，一般吸热段14的长度约等于人工井底到产层7上界的深度，隔热段15的深度约等于产层7上界到结蜡位置的深度，散热段16的长度约等于结蜡位置到井口的深度，传热管1伸出油管管柱5底端的长度一般等于吸热段14的长度。以某气举井井深3500m，产层7厚度为500m，生产套管6的内径为177.8mm，结蜡深度为1500m为例，则吸热段14的长度约等于500m，隔热段15的长度约等于1500m，散热段16的长度约等于1500m。
37.由于对于大多数油井来说，其产层7自身具有较高的温度，因此，在井筒下部一般不会结蜡。而采用气举采油时由于注入气体的降温以及液体自身热量的散失，导致井筒上部温度降低，从而在井筒上部经常出现结蜡。本实施例中的防蜡装置在工作时，位于吸热段14的导热液由于产层7自身的高温而被加热，在隔热段15时由于隔热套12的作用能够防止传热管1在中间井段的热损失，提高了对上部井筒的加热效果；在散热段16时，导热液的热量将会释放，进而提高上部井筒的温度，使上部井筒的温度在结蜡点以上，进而防止上部井筒出现结蜡现象。同时利用循环泵2的作用使得导热液在螺旋管11内一直循环流动，有效保证地层的热量持续被传递上来。由于气举井井筒结蜡的重要原因就是井筒温度降低，因此，通过提高井筒温度便可以有效防止井筒结蜡。
38.由此，本实施例中的防蜡装置通过循环泵2和螺旋管11的配合，在使用时将螺旋管11的吸热段14对应产层7的位置放置，使螺旋管11吸热段14的导热液能够不断吸收产层7自身的热量，利用隔热套12能够防止螺旋管11隔热段15的热量损失，同时通过循环泵2驱使导热液在螺旋管11内循环流动，进而能够将油井产层7自身的热量源源不断地传递到井筒上部，以提高上部井筒的温度，从根本上来防止井筒结蜡的发生。
39.与现有的清防蜡工艺相比，本实施例的结构更加简单，操作简便，利用地热便能够提高井筒温度，耗能低，能够实现低成本清防蜡；而且能够实现持续防蜡，并不需要定期关井清蜡，也不会污染油层，进而不会影响油井的正常生产。此外，本实施例中采用单根导热管螺旋缠绕的方式加工螺旋管11，不仅增大了传热管1的吸热和散热面积，提高了导热效果，而且便于传热管1的起下作业。
40.需要说明的是，本实施例中的防蜡装置不仅能够适用于气举井的防蜡，还可以适用于任一自喷井的防蜡，均可以起到较好的防蜡作用。
41.在具体实现方式中，为了便于加工以及导热效果，上述的导热管优选为无缝钢管。为了保证导热效果，导热液优选为导热油。为了保证隔热效果，隔热套12优选采用酚醛泡沫复合隔热材料制成。当然，根据实际需要，上述的导热管也可以采用其他具有较好导热效
果，且满足耐高温耐腐蚀等工艺性能的材质制成；导热液也可以采用其他导热系数较好，可以快速升温的液体；隔热套12也可以采用其他隔热材料制成，只要能起到较好的隔热作用均可，本实施例中仅为举例说明。
42.为了便于对螺旋管11起到保护作用，如图2所示，传热管1还包括包裹在螺旋管11外侧的保护套13，上述的隔热套12夹设在螺旋管11和保护套13之间。
43.在实际应用中，由于传热管1长度较长，为了在不使用传热管1时便于对传热管1进行收纳存放，上述的保护套13由扁状铝条在螺旋管11外侧盘旋缠绕形成。
44.其中，对于扁状铝条的尺寸根据需要进行选择，例如，本实施例中扁状铝片的厚度为1.5mm，宽度为3mm。这样，将扁状铝片一圈一圈盘旋缠绕在螺旋管11上，使得整个保护套13具有一定的柔韧性，而无缝钢管也具有一定的柔韧性，因此，整个传热管1在不使用时便可以卷起来，既节省空间又方便存放。当然，根据需要保护套13也可以采用其他具有柔韧性，且满足耐高温耐腐蚀等工艺性能的金属材质制成，本实施例仅为举例说明。
45.为了便于在传热管1下入油管管柱5时，将传热管1的上部悬挂在井口，如图1和图3所示，整个防蜡装置还包括竖直设置的悬挂器3，在悬挂器3的上端固定有安装板31，安装板31上开设有两个通孔，传热管1的上端穿设在悬挂器3的内腔中，且进液管111和出液管112的开口端分别由安装板31上对应的通孔穿出后与循环泵2连接。
46.具体来说，悬挂器3采用卡瓦悬挂、胶筒密封，主要用来悬挂螺旋管11，在使用时其卡瓦悬挂在传热管1的保护套13外壁上，胶筒坐封在保护套13外壁上，胶筒的密封作用能够防止油气溢出。对于悬挂器3的具体结构为现有技术，在此不再赘述。由于井口的采油树4内有一清蜡阀，该清蜡阀的上端设有法兰，在安装时，悬挂器3的下端和清蜡阀上端的法兰固定连接即可。
47.进一步地，如图1所示，本实施例中还提供一种采油防蜡管柱，包括竖直设置的油管管柱5以及上述的防蜡装置，传热管1插设在油管管柱5内，且传热管1的下端穿过油管管柱5并向下延伸。
48.其中，油管管柱5两端开口，油井为一自喷井。在使用时，先将油管管柱5下入生产套管6内，使得油管管柱5底端位于产层7上界的位置，然后将油管管柱5上端与井口的采油树4连接。油管管柱5下入完成后，将传热管1从采油树4的清蜡阀上端插入油管管柱5内，并从油管管柱5底端伸出，进入到产层7，并且接近人工井底的位置。接下来将悬挂器3下端固定在清蜡阀上端，并使得进液管111和出液管112从悬挂器3穿出，再将悬挂器3的卡瓦悬挂、胶筒坐封，实现对传热管1的悬挂。之后便可以同时进行防蜡装置的防蜡作业以及油管管柱5的采油作业，既保证了正常采油，又能够有效起到防蜡作用。在需要修井时可以将传热管1直接起出，施工作业简单、风险低。
49.在具体实现过程中，应用于气举井时，上述的油管管柱5包括至少一组气举油管，每组气举油管包括呈上下设置的隔热油管51和气举阀52。
50.其中，气举油管的组数根据实际井深而定，一般设有4～6组，设有多组气举油管时，各组气举油管从上至下依次串接。气举阀52本质为一单向阀，具体结构为现有技术，本发明对此不进行限定。这样，在工作时，向油套环空内注入天然气，天然气主要通过各气举阀52进入油管管柱5内，进而将井筒液柱举升至地面。而防蜡装置的设置能够在气举采油的同时防止井筒上部结蜡，采用隔热油管51与传热管1配合使用，能够从保温和加热两个方
面，最大化利用地层热量，降低热量的散失，进一步提高井筒温度，有效防止井筒结蜡。
51.在实际应用中，为了保证隔热油管51的隔热效果，隔热油管51为真空隔热管。一般真空隔热油管51有双层油管组成，并对双层油管之间的间隙进行抽真空，以达到隔热的目的。对于真空隔热油管51的具体结构为现有技术，在此不再赘述。
52.为了避免在气举采油过程中，油套环空内因出现高压汽窜情况而造成危险，如图1所示，油管管柱5还包括位于底端的封隔器54。
53.这样，下入油管管柱5后，通过上提下放坐封封隔器54，就能将油套环空进行分隔，避免油套环空内出现汽窜时，造成井喷而发生危险，同时也能够对上部生产套管6起到一定的保护作用，防止其被气体腐蚀。
54.一般封隔器54坐封在产层7以上20～50m的位置，为了方便传热管1能够顺利穿过封隔器54，封隔器54采用大通径封隔器54，其内通径大于传热管1外径6mm以上。
55.进一步地，为了方便压井或者洗井作业，在气举油管和封隔器54之间还设有反洗阀53。其中，反洗阀53也为一单向阀，具体结构为现有技术。需要循环洗井时，从油套环空内泵入液体，地面打压，此时液体从各气举阀52和反洗阀53流入油管管柱5内，实现反循环洗井的作用。
56.在实际应用中，为了便于根据工艺要求控制采油产量，同时减小各气举阀52和反洗阀53的开启压力，设有多组气举油管，各气举阀52和反洗阀53的开启压力从上至下依次增大。这样，在正常采油时，反洗阀53一直关闭，各气举阀52根据产量需要打开一部分或者全部打开。在需要循环洗井时，打压时，各气举阀52将从上往下依次逐级打开，最后打开反洗阀53，实现反循环洗井。
57.进一步地，为了便于顺利下入和起出传热管1，油管管柱5还包括设在封隔器54下端的喇叭口55，一般下入油管管柱5时该喇叭口55位于产层7上界的位置。
58.综上，本实施例中的防蜡装置及采油防蜡管柱，能够将井底的热量源源不断地传递到井筒上部，并通过隔热油管51的保温作用降低热量的散失，能够有效防止井筒结蜡。
59.以上仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。