【正文】 100 FL52/30 52 30 560 10 NdFcB 75 抽油桿磁防技術(shù)規(guī)范 型號(hào) 外徑 mm 長(zhǎng)度 mm 抽油桿材料 表面磁感應(yīng)強(qiáng)度 結(jié)構(gòu)形式 使用溫度 GCFL— 1 42 682 35GrMo 180 內(nèi)磁式非接觸型 120 GCFL— 2 45 696 GCFL— 3 50 715 油管內(nèi)襯和涂層防蠟主要是創(chuàng)造不利于石蠟沉積的條件 ,如提高表面的光滑度 ,改善表面的潤(rùn) 濕性 ,使其親水憎油 ,或提高井筒流體的流速。為了提高防蠟效果 ,通常在抽油桿上還要加上一種特別的磁防蠟器與油管上安裝的內(nèi)磁式或外磁式防蠟器配合使用。外磁式防蠟器目前只有一種形式 ,其差別只是長(zhǎng)度不同 ,因而磁感應(yīng)強(qiáng)度各異 ,且極限載荷也有所差異。 永磁式防蠟器又分外磁式和內(nèi)磁式兩種 ,每種 又以其連接方式、使用溫度和場(chǎng)強(qiáng)不同而成系列。在油井應(yīng)用用 ,無(wú)論是自噴井或抽油井 ,由于電磁式裝置操作比較復(fù)雜 ,投資高、耗能高 ,因而很少應(yīng)用。磁場(chǎng)處理后還能改變井筒中的結(jié)蠟狀態(tài) ,使蠟質(zhì)變軟 ,易于清除。 (3)“ 內(nèi)晶核”原理。因?yàn)榇艌?chǎng)作用很弱 ,所以發(fā)生擾動(dòng)的程度與磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)的方向、磁場(chǎng)梯度、磁處理時(shí)的流速 (即作用時(shí)間 ),均有密切關(guān)系。凡是具有極性原子的物質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的作用都比較敏感。 (2)氫鍵異變。另外 ,在有相變趨勢(shì)的原油中 ,磁場(chǎng)的作用促進(jìn)了相變的發(fā)生 ,磁場(chǎng)通過(guò)對(duì)帶電粒子的作用 ,使納米至微米這個(gè)尺度內(nèi)的顆粒 ,表面形成雙電層 ,使粒子成亞穩(wěn)狀態(tài) ,以較穩(wěn)定的形式存在 ,不易聚集 ,并且有“記憶”效應(yīng) ,前述一般不超過(guò) 48h 是指在常溫常壓條件下。原油經(jīng)過(guò)磁化處理后 ,使本來(lái)沒(méi)有磁矩的反磁性物質(zhì) — 石蠟 ,在磁場(chǎng)作用下 ,其分子形成電子環(huán)流 (即電子的軌道運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變 ),在環(huán)流中產(chǎn)中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 生了感應(yīng)磁場(chǎng) ,即誘導(dǎo)磁矩 ,干擾和破壞了石蠟分子中瞬間極的取向 ,使蠟分子在磁場(chǎng)作用下定向排列 ,作有序流動(dòng) ,克服了石蠟分子之間 的作用力 ,使其不能按結(jié)晶的要求形成石蠟晶體。試驗(yàn)證明 ,C1:H3:經(jīng)磁處理后結(jié)的蠟孔隙較多 ,比較松散 ,油流沖刷易于清除 ,在常溫常壓條件下磁效應(yīng)保持時(shí)間約為 48h。 20 世紀(jì) 90年代初 ,中科院金屬所、化學(xué)所、物理所以及大慶油田聯(lián)合攻關(guān) ,在理論上取得了一些初步的認(rèn)識(shí)。 ,電磁場(chǎng)作用于含蠟煤油后 ,石蠟的析蠟點(diǎn)大幅度下降。 季霍若夫和 B 磁防蠟技術(shù)的基本原理是 :原油通過(guò)磁防蠟器時(shí) ,石蠟分子在磁場(chǎng)作用下定向排列做有序流動(dòng) ,克服了石蠟分子之間的作用力 ,而不能按結(jié)晶的要求形成石蠟晶體 :對(duì)于已形成蠟晶的微粒通過(guò)磁場(chǎng)后 ,石蠟晶體細(xì)小分散 ,并且有效地削弱了蠟晶之間、蠟晶與膠體分子之間的粘附力 ,抑制了蠟晶的聚 集長(zhǎng)大。 實(shí)踐證明 ,用上述方法產(chǎn)生的熱化學(xué)清蠟 ,不但不經(jīng)濟(jì) ,而且效率也低。根據(jù)施工的需要選用不同的催化劑 ,使開(kāi)始反應(yīng)的時(shí)間從 10min 至 6h 內(nèi)隨意進(jìn)行調(diào)整。 該反應(yīng)由于是瞬間完成達(dá)到熱峰值 ,因而兩臺(tái)泵車在施工過(guò)程中不能有任何失誤 ,否則就容易發(fā)生事故 ,這是熱化學(xué)清蠟法的缺點(diǎn)。在油井射孔段上方附近進(jìn)行反應(yīng)使其達(dá)到熱峰值。 熱化學(xué)清蠟方法 為清除井底附近油層內(nèi)部和井筒沉積的蠟 ,過(guò)去曾采用過(guò)熱化學(xué)清蠟方法 ,它是利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能來(lái)清除蠟堵。而且空心抽油桿系列內(nèi) 徑不統(tǒng)一 ,抽油桿本體截面積與實(shí)心桿不等效 ,給抽油桿柱設(shè)計(jì)帶來(lái)一系列困難。 國(guó)內(nèi)外實(shí)心抽油桿為了克服螺紋部分應(yīng)力集中都采取了加大螺紋承載面積的辦法 ,一般公螺紋承載面積加大了 ~ 倍 ,母螺紋承載面積加大了 ~ 倍。電纜截面積為 25mm2,額定電壓 380V,額定電流 125A。也有的是利用在空心 抽油桿內(nèi)下入三相發(fā)熱電纜發(fā)熱 ,達(dá)到清防蠟的目的 ,其優(yōu)點(diǎn)是電網(wǎng)三相平衡。 電熱抽油桿清防蠟 它由變扣接頭、終端器、空心抽油桿、整體電纜、傳感器、空心光桿、懸掛器等零部件組成電熱抽油桿 ,它與防噴盒、二次電纜、電控柜等部件組成電加熱抽油桿裝置。因此可根據(jù)此原則選擇自控電纜規(guī)范 ,根據(jù)井筒內(nèi)原始溫度剖面確定結(jié)蠟深度 ,一般要大于析蠟溫度 3~5℃ ,據(jù)此初定伴熱電纜長(zhǎng)度。當(dāng)溫度達(dá)到析蠟溫度以上時(shí) ,則起防蠟的作用 ,但要連續(xù)供電保持溫度。由于該半導(dǎo)電塑料有熱脹冷縮的特性從而改變其電阻 ,造成隨溫度不同半導(dǎo)電塑料通過(guò)的電流大小就會(huì)隨著溫度而變化 ,導(dǎo)致自動(dòng)控制發(fā)熱量。 井下自控?zé)犭娎|清防蠟 井下自控電纜的工作原理是內(nèi)部有兩根相距約 10mm 平行導(dǎo)線 ,兩導(dǎo)線間有一半導(dǎo)電的塑料層 ,是發(fā)熱元件。根據(jù)礦場(chǎng)實(shí)踐可采用以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行抽油井熱洗設(shè)計(jì) : CQ Δ T/W=K 式中 C熱載體質(zhì)量熱容 , J (kg后一種方法熱效率高 ,用的洗井液少 ,而且洗井液不通過(guò)深井泵抽出 ,不影響時(shí)率 ,由于洗井液不與油層接觸 ,所以不存在傷害問(wèn)題。 這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn) 。一般有兩種循環(huán)方法 ,一種是油套環(huán)形空間注入熱載體 ,反循環(huán)洗井 ,邊抽邊洗 ,熱載體連同產(chǎn)出的井液通過(guò)抽油泵一起從油管排出。 熱載體循環(huán)清蠟法 (熱洗清蠟 ) 一般采用熱容量大 ,對(duì)油井不會(huì)傷害的 ,經(jīng)濟(jì)性好而且比較容易得到的載體 ,如熱油、熱水等。 熱力清蠟是利用熱能提高抽油桿、油管和液流的溫度 ,當(dāng)溫度超過(guò)析蠟溫度時(shí) ,則起防止結(jié)蠟的作用 ,當(dāng)溫度超過(guò)蠟的熔點(diǎn)時(shí) ,則起清蠟作用。刮蠟器的行程取決于固定在抽油桿上的限位器的間隔距離 ,限位器的距離要稍小于 1/2 沖程長(zhǎng)度 (要考慮抽油工作制度中最小沖程 )。尼龍刮蠟器內(nèi)徑大于抽油桿外徑 1mm,外徑比油管內(nèi)徑小 4mm。尼龍刮蠟器成圓柱體狀 ,外圍有若干螺旋斜槽 ,斜槽的上下端必須重疊 ,以保證油管內(nèi) 30176。 尼龍刮蠟器表面親水不易結(jié)蠟 ,摩擦系數(shù)小 ,強(qiáng)度高 ,耐沖擊、耐磨、耐腐蝕 ,一般是 鑄塑成型 ,不須機(jī)械加工 ,制造方便 ,其高度多為 65mm。 常用的清蠟鉆頭技術(shù)規(guī)范 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 鉆 頭 型 號(hào) 油管內(nèi)使用直徑 mm (in) 長(zhǎng)度 mm 接頭螺紋（方） 73（ 27/8） 60 (23/8) 直徑 mm 螺距 mm 單麻花鉆頭 59 47 800— 1500 33 4 雙麻花鉆頭 59 47 1000 —2020 33 4 矛刺鉆頭 1000 33 4 刮蠟鉆頭 59 47 800— 1500 33 4 (3)有桿泵抽油井機(jī)械清蠟 ,它是利用安裝在抽油桿上的活動(dòng)刮蠟器清除油管和 抽油桿上的蠟。首先要掌握清蠟周期 ,使油并結(jié)蠟?zāi)芗皶r(shí)刮除 ,保證壓力、產(chǎn)量不受影響。 常用的刮蠟片技術(shù)規(guī)范 曲 管 公 稱 尺 寸 ，mm(in) 刮蠟片外徑， mm 備注 (23/8) — 用 油管加工 (27/8) — 用 油管 加工 (2)自噴井機(jī)械清蠟方法是最早使用的一種清蠟方法。通常油井尚未堵死時(shí)用麻花鉆頭 ,它既能刮蠟又能將部分蠟帶出地面。 當(dāng)油井結(jié)蠟相當(dāng)嚴(yán)重時(shí) ,下刮蠟片已經(jīng)有困難 ,則應(yīng)改用鉆頭清蠟的辦法清除油井積蠟 ,使油管內(nèi)通徑 ,達(dá)到刮蠟片能順利地起下時(shí)則可改回刮蠟片清蠟。 Pt—— 油管壓力 ,MPa。鉛錘質(zhì)量礦場(chǎng)常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 : W = (6~8)pt 式中 :W—— 鉛錘質(zhì)量 ,kg。 (1)自噴井機(jī)械清蠟的設(shè)備 ,包括機(jī)械刮蠟設(shè)備和機(jī)械清蠟設(shè)備 主要設(shè)備為絞車、鋼絲、扒桿、滑輪、防噴盒、防噴管、鋼絲封井器、刮蠟片和中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 鉛錘。7— 刮蠟片 自噴井的機(jī)械清蠟如圖所示 ,是利用地面絞車 ,繞在絞車滾筒上的鋼絲穿過(guò)滑輪后將清蠟工具經(jīng)防噴管下到油管中 ,并在油管 結(jié)蠟部位上下活動(dòng) ,將蠟沉積刮除 ,由液流攜帶出井筒。 5— 套管 。3— 防噴管 。 機(jī)械清蠟示意圖 1— 絞車 。機(jī)械清蠟機(jī)械處理法的原理是采用清管器。 7） 油井結(jié)蠟給油氣集輸 ,油田開(kāi)發(fā)帶來(lái)許多困難 ,需要采取許多工藝技術(shù)措施 ,使開(kāi)發(fā)成本增高 ,影響油田開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效果。同時(shí)有些油井用一般清蠟方法難以處理 ,必須采取作業(yè)清蠟 ,給修井帶來(lái)大量工作。 4） 油層結(jié) 蠟 ,將堵塞油層孔隙 ,阻礙油流如井內(nèi) ,會(huì)縮小出油面積 ,減少油流來(lái)源 ,從而油井減產(chǎn)。 2) 油井結(jié)蠟后 ,使出油通道內(nèi)徑逐漸縮小 ,增大油流阻力 ,降低了油井產(chǎn)能 ,甚至將油流通道堵死 ,造成油井減產(chǎn)或者停產(chǎn)。 3. 油井結(jié)蠟造成的危害 油井結(jié)蠟不僅造成大量的日常管理清蠟與修井清蠟工作量 ,還會(huì)對(duì)油井生產(chǎn)，甚至油田開(kāi)發(fā)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。同時(shí)液流速度大 ,對(duì)管壁的沖刷作用強(qiáng) ,油流在井筒中的熱損失小 ,保持較高的溫度 ,蠟不易 析出 。 其他影響因素 生產(chǎn)實(shí)踐表明 ,高產(chǎn)井結(jié)蠟比低產(chǎn)井輕。潛油電泵和水力活塞泵采油因流動(dòng)溫度高不易結(jié)蠟 ,也便于防蠟。由圖中可以看出管材不同 ,結(jié)蠟量也不同 ,管壁越光滑越不容易結(jié)蠟 ,表面親水比親油更不容易結(jié)蠟。開(kāi)始隨流速升高 ,單位時(shí)間通過(guò)的結(jié)蠟量也增加 ,析出的蠟也多 ,所以結(jié)蠟嚴(yán)重。礦場(chǎng)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)表明 ,當(dāng)含水增高到 70%以上時(shí) ,會(huì)產(chǎn)生水包油乳化物 ,蠟被水包住 ,會(huì)阻止蠟晶的聚積 ,在油管壁上形成水膜 ,使析出的蠟不容易沉積 ,減緩結(jié)蠟。二是含水率增加后易在管壁形成連續(xù)水膜 ,不利于蠟沉積到管壁上。但隨著含水上升 ,同樣的流量 ,井下溫度會(huì)上升 ,析蠟點(diǎn)上移 ,結(jié)蠟現(xiàn)象會(huì)減輕。同時(shí) ,氣體膨脹帶走了原油中一部分熱量 ,引起原油自身溫度降低 ,更促進(jìn)結(jié)蠟。在低于飽和壓力條件下 ,壓力降低時(shí)原油中的氣體逸出與氣體膨脹都會(huì)使油溫降低 ,會(huì)降低對(duì)蠟的溶解能力 ,因而使初始結(jié)晶溫度升高。 C ） 石蠟 膠質(zhì) 煤油 8 0 92 8 1 91 8 2 90 在壓力和溶解氣的影響 在才有過(guò)程中由于壓力不斷降低 ,氣體的脫出降低了油對(duì)蠟的溶解能力和油溫 ,有利于蠟的結(jié)晶析出和結(jié)蠟。由此 ,膠質(zhì)和瀝青對(duì)結(jié)蠟的影響 ,一方面減緩結(jié)蠟 ,另一方面蠟一旦沉積下來(lái) ,其硬度就比較大。而瀝青是膠質(zhì)的進(jìn)一步聚合物 ,不溶于油 ,呈極細(xì)小顆粒分散于油中 ,對(duì)中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 蠟晶起到良好的分散作用。 隨著膠質(zhì)含量增加 ,析蠟溫度降低。為了便于研究膠質(zhì)、瀝青質(zhì)對(duì)石蠟的影響 ,試驗(yàn)一般是在煤油 — 石蠟體系中進(jìn) 行的。值得注意的是 ,析蠟溫度是隨開(kāi)采過(guò)程中原油組分變化而變化的 ,應(yīng)當(dāng)根據(jù)預(yù)測(cè)的開(kāi)發(fā)過(guò)程原油組成變化情況 ,用高壓物性模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)析蠟溫度變化。 溫度的影響 當(dāng)溫度保持在析蠟溫度以上時(shí) ,蠟不會(huì)析出 ,就不會(huì)結(jié)蠟 。 2． 1 原油性質(zhì)與含蠟量的