修井作业油管在线清洗装置清洗效果评价与喷嘴结构优化

发布时间：2020-06-26 06:36

【摘要】：在油田开发过程中,通过修井作业对油井进行检测、维修和调整,是保障油井正常安全工作,油田生产稳定、高效的工艺过程。油管的清洗作为修井作业中的重要环节,其清洗质量和效率对油管后续探伤、修复作业是否能顺利进行具有直接影响,是保证油井开采安全经济的重要前提。然而目前常用的油管清洗方式存在占地面积大、清洗效率低、人力消耗大、污染环境等问题,严重影响了修井作业的安全性、经济性和环保性,鉴于上述问题,本论文提出了一种高效环保的油管在线清洗装置,并开展了修井作业油管在线清洗装置清洗效果评价与喷嘴结构优化研究,具体开展的研究内容和取得的成果如下:(1)开展了油管在线清洗装置清洗效果评价准则研究。根据修井作业要求及油管污物层的特性,确定了以污物层中的蜡被清洗干净为目的,并结合射流结构与参数,构建了油管在线清洗装置清洗效果的评价准则为:①作用于污物层表面的射流温度高于污物的熔点,且温度越高清洗效果越好;②蒸汽射流在污物层表面的作用面积,作用面积越大清洗效率越快;③作用于污物层表面的射流速度和动压力越高,射流打击力越大,装置的清洗效果越好。(2)运用Fluent软件,开展了四种不同喷嘴结构(圆柱型、圆锥收缩型、锥直Ⅰ型、锥直Ⅱ型)的装置清洗效果的对比分析研究,依据评价准则对四种不同的喷嘴结构进行了优选。得到锥直Ⅰ型喷嘴的清洗效果最佳,优选其作为装置的喷嘴结构。(3)开展了油管在线清洗装置喷嘴几何参数优化研究。采用正交试验的方法,研究了喷嘴不同几何参数(出口直径、长径比、收缩角)组合下装置清洗效果的变化规律,确定了较优的几何参数组合。研究表明,喷嘴几何参数的较优参数组合为——喷嘴出口直径为4.5mm,长径比为2.5,收缩角为30°。并对喷嘴优化前后油管在线清洗装置的清洗效果进行了对比分析,表明喷嘴优化后装置的清洗效果有明显提高。(4)开展了油管提升速度对在线清洗效果的影响研究。结合相变与传热理论,通过在同等清洗时间下,以结蜡油管的清洗率为目标,定量对比分析了提升速度对在线清洗效果的影响。结果表明:当油管提升速度为0.16 m/s时,清洗率为67.9%,装置对结蜡油管的清洗效果最佳,且同时满足在线清洗与修井作业的工作要求。(5)开展了喷嘴数量对在线清洗效果的影响研究。结果表明:当喷嘴数量为10个时,整个油管在线清洗作业的效果最佳,清洗率为99.2%。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE935
【图文】：

油管,示意图,原油

为保障油＿正常安全工作，通过修井作业对油井是保障油田生产稳定、高效的重要工艺过程［１］。而在修井作业，起下管柱是利用机械工具将管柱从井内起出，并逐根卸下清洗、测量、重装等工作后，再逐根下入到井内的过程［２］。逡逑出的原油从地下输送到地面的重要通道，其质量及流通性的的效率及安全性。而目前我国油田的开发已步入了中后期，其黏度、高含蜡量等状况已十分突出，导致井下的油管极易出的安全生产。开采出的原油通过油管从地底输运到地面的过、流动性差的特点，极易粘附在油管壁上，同时原油对温度敏层温度、压力的降低以及原油中轻烃的逸出，溶解在原油中杂着沥青、胶质、泥砂等杂质附着在油管壁上，导致油管结垢，小，油管内流动阻力增大，悬点负荷增加、泵效下降，油井抽油机损环、油井蜡卡等事故［５］，从而增加了油田的开采成了油田的经济性、安全性，严重时还将导致整个社会经济遭受

示意图,洗油,高压水射流,管方

重时还会导致抽油机损环、油井蜡卡等事故［５］，从而增加了油田的开采成本和安全正常逡逑生产，影响了油田的经济性、安全性，严重时还将导致整个社会经济遭受重大损失。逡逑图１－１油管结垢示意图逡逑因此，需要定期对结垢油管进行清洗，以便在油管清洗完成后对油管进行测量、探逡逑伤以及修复工作，保障油管的再次安全使用。油管清洗作为修井作业中的重要环节，是逡逑１逡逑

【参考文献】