井下油管清洗、排液两用机

技术领域

本发明涉及石油工业“油井清洗技术”领域，特别是涉及一种具有清洗、排液双功能的井下油管清洗机。

背景技术

在油井作业过程中，在油管清洗时，经常会遇到一批稠油井或结蜡严重的油井。这种井况，在油杆起出井口后，因油稠、蜡堵的原因，根本打不开油管下端的泄油器。井液不能排入套管环空，给清洗油管内壁增加一道难题。

目前，各油田的清洗队解决这个难题采用两种方式。

方式一：向油井套管内注入大量的水，将管内稠油及蜡垢顶出井口。其不足之处在于，压入井中水量太多，影响原油产量。

方式二：用油管清洗机，向井下油管内注入热水，用热水逐步将稠油和蜡垢稀释并置换出井口。

上述二种清洗方式，虽达到了溶油、化蜡的目的，但井下油管内必然存留着满管的混合液。

为了排出油管内存留的混合液，各油田清洗队普遍采用如下两个方法。

方法一：用夹桶收集混合液。

当油管提升到一定高度时，在两根油管结合处，安装一个收水夹桶。当油管拆开时，井液进入夹桶，再缓慢地流入回收桶。不足之处是：增加了放液的施工时间。

方法二：用手推油管放液。

当油管提升到一定高度，拆开油管时，用手将油管推开20至30公分，让管内混合液流入回水桶，在“推”的瞬间，少量的混合液瞬间散落于井口周围，造成二次污染。

发明内容

为了杜绝二次污染，节约施工时间。本发明提供了一种既能在井下清洗油管，又能将油管内的井液及时排挤出井口的双功能设备——井下油管清洗、排液两用机（以下简称：清洗排液两用机）。本发明不同于在井下捞液，本机在排液时不产生真空，杜绝了引发井喷事故的安全隐患。

本发明提供的清洗、排液两用机。主要由专用卷扬机、特制的输水排液管、排污装置三部份组成。

第一部分。

所述专用卷扬机，包括卷筒、制动电机、双向排线器、万向阀门、加压泵、万向转盘和托架。首先制作一个托架，将卷筒、制动电机、排线器、万向阀门、加压泵有序安装在托架上，和托架连结成一个整体。将这个整体安装在万向转盘上方，组成一个可任意转向的收卷机。在洗井现场，不论收卷机放在井场任何位置，只要调整万向转盘的方向，都能对准作业井口。

优选地，所述卷扬机的卷筒，其直径大小是根据输水排液管的可弯曲半径N倍设计的；根据卷筒的直径、输水排液管管的直径和总长度，计算出输水排液管卷在卷筒上的缠绕圈数和层数。为了方便冬季给卷筒加温，卷筒侧面预留下一个孔洞，准备安装电加热器，防止输水排管结冰。

优选地，所述收卷机选用的电机是具有制动功能的特殊电机。所述卷筒和制动电动机之间的用齿轮互相咬合传动。从而防止输水排液管在放入油井过程中失去控制，从而保障安全。所述制动电机匹配的减速机，其减速比限定在设计范围内。

优选地，所述收卷机的双向排线器，其移动速度和卷筒的速度成一定的正比例，从而保障输水排液管在卷筒上有序排列。

所述卷扬机的配电箱是防尘、防雨配电箱：其功能包括控制电机的速度。控制加压泵的启动和停止。控制排线器的运行速度。控制卷扬机的反转、正转、急停。

优选地，所述收卷机的万向阀门，安装在卷筒中轴的一端，出水口和输水排液管连接，进口和加压泵连接。

所述收卷机的加压泵，具有相应的工作压力和流量，并具有耐热、耐腐蚀等特点，加压泵安装在收卷机上适当位置。加压泵的出口通过万向阀门和输水排液管相连接。加压泵的进口通过管线和锅炉热源相连接。

第二部分。

优选地，所述输水排液胶管，一层一层有序的缠绕收卷机的卷筒上，输水排液胶管的前端通过万向阀门和热水泵连接，后端安装有油管内壁清洗器（或丝堵）。输水排液胶管的外径适当小于油管内径。保障在稠油、结蜡的油井内，下放或拉升通畅。

所述输水排液胶管的直径，比一般清洗输水管的直径增大N倍。不但具有输水功能，还同时具有排液功能。

优选地，所述输水排液胶管。其特征是，管壁内设有钢丝绳。该管具有超强（10吨）抗拉的能力，保障输水排液胶管在深入油井中时，自然拉伸长度控制在3‰左右，并不会拉脱、拉断。

优选地，所述输水排液胶管具有抗高温140℃，耐低温-40℃，抗高压10MPa的工作压力，并具有抗酸碱、耐腐蚀的特征。

第三部分。

所述排污装置，由导向轮、导向轮支架、集液桶、排污管、压入泵组成。

在输水排液管下端安装好丝堵。将集液桶安装在油管顶端。集液桶的泄水口和排污管上端连接，排污管下端和加压泵进口连接，加压泵出口通过止回阀和地下集油管网连接。

输水排液管从卷扬机引出，经过导向轮，由水平方向变成垂直向下方向，通过集液桶进入油管。在输水排液管的压挤下，油管内的混合液自动上升至集液桶，从集液桶的泄水孔流入排污管。经过压入泵压入地下集油管网。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1：清洗、排液两用机安装及工作原理示意图。

附图2：在清洗、排液过程中，井下油管内四种不同水位变化示意图（第一步清洗油管）。

附图3：在清洗、排液过程中，井下油管内四种不同水位变化示意图（第二步挤水排液）。

图中：1-加压热水泵、2-输水排液管、3-专用卷扬机卷筒、4-万向进水阀门、5-双向排线器、6-配电箱、7-万向转盘、8-托架、9-制动电机、10-导向轮、11-导向轮支架、12-油管自封、13-油管外壁清洗器、14-井口防喷器、15-套管阀门、16-集液桶、17-集液桶泄水孔、18-排污管、19-压入泵、20-止回阀、21-地下集油管网、22-油井油管、23-油井套管、24-内壁清洗器（或丝堵）。

具体实施方式

本实施例，提供了一种井下油管清洗排液两用机（以下简称清洗排液机）。该机由专用卷扬机、输水排液管、排污装置三部分组成。

第一部分。

所述专用收卷机，如图1所示，首先按设计图纸，制作好收卷机的卷筒3、万向进水阀4、、双向排线器5、配电箱6、制动电机9等，有序安装在托架8上，组成一个整体，整体安装在万向转盘7上，组成一台专用卷扬机。

专用卷扬机卷筒3的功能是：将所有的输水排液管2有序缠绕在卷筒3上。卷筒3的直径是输水排液管2最小弯曲半径的N倍，保障输水排液管2在缠绕时，不会损坏变形。依据输水排液管2的直径、总长度及其他因素，设计出卷筒3的长度。

所述收卷机的电机9，除具有一般电机的功能外，还具有制动功能。为防止输水排液管2在洗井过程中失控、自动下滑，电机9具有自动制动功能，避免发生安全事故。

所述双向排线器5，是一个双向移动型，能前进、能后退的十字沟型自动排线器。排线器5的高度略高于卷筒3上的输水排液管2的最高点。排线器5用合适的链轮、链条和卷筒3的中轴连接、联动。启动滚筒时，双向排线器4拨动输水排液管2，将输水排液管2有序缠绕在卷筒3上，或有序地从卷筒3上放下。

所述收卷机的配电箱6，箱中安装有控制系统。控制收卷机的正反转、紧急自动刹车、自动保温等功能。配电箱6的外壳做成防雨、防尘型，可在野外风雨环境中正常工作。

所述收卷机的加压泵1，本发明提供了具有相应工作压力和流量并具有耐热、耐腐蚀的加压泵1。加压泵1安装在收卷机前面合适的位置。加压泵1的进口和锅炉热源相连接，出口和输水排液管2相连接。热水通过加压泵1，进入输水排液管2，垂直向下流到油管内壁清洗器24。在油管内壁清洗器24的作用下，将井下油管22内壁清洗干净。

所述收卷机的万向进水阀门4，进口端和加压泵1连接，出口端和输水排液管2连接。万向阀门4有两个作用：（1）控制输水管；（2）将旋转的输水排液管2和不动的加压泵1连接在一起。

第二部分。

所述输水排液管2，是一种加粗型胶管，所谓加粗，是和普通输水管相比而言。如果此管只用于输水，其管外径可做的很细。但本清洗机需要具备排液功能，故输水排液管2只能加粗。用本身体积挤出井中混合液，实现一根胶管两个功能。

进一步讲，在设计输水排液管2的外径时，已结合考虑到井下油管的直径尺寸、油稠度、结蜡厚度、井液的上升速度和下流速度，做到输水排液管2在提升或下放过程中，上下通畅。既能将油管22内壁清洗干净，同时又能实现最大排液量，达到空管长度占比60%左右的最佳排液目的。并杜绝真空现象，防止井喷事故的发生。

所述输水排液管2的构造：以橡胶为底料，混合以网状钢丝加强型钢丝绳，混合编织、溶化压制而成。利用了各种原料的特点和优点，做成一种具有抗拉、抗压、耐高温、耐低温、防油防腐蚀特征的可弯曲、可直伸的输水排液胶管2。满足在井下油管清洗排液的需要。

第三部分。

在井下油管清洗和排液过程中，会产生一部分油水混合液，为了将油水混合液及时回收，本发明提供制作了一整套排污装置。排污装置由导向轮10、导向轮支架11、集液桶16、排污管18、压入泵19组成。

所述导向轮10，是根据输水排液管2直径和可弯曲半径的尺寸制作的。导向轮10是带凹形的导向轮。其凹型槽的凹面直径微大于输水排液的直径，从而保障输水排液管在弯曲时不变形，导向轮10曲率半径是输水排液管2的直径的N倍。

在井下油管22清洗和排液过程中，输水排液管2已下到洗井深度N米处，在输水排液管2提升时，需要N吨拉力向上提升。为了保障露出井口的油管22不被拉斜损坏，还为了保障导向轮10与油管22的垂直不变，本发明提供了一个导向轮支架11（见图1）。导向轮支架11和油管外壁清洗器13连接在一起，斜支在油井一侧，上端将导向轮10支撑牢固，下端稳固在地坪上。在施工过程中，在输水排液管2提升时，保障施工安全。

清洗和排液过程中，井液自动上升至井口。为了防止污染环境，本发明提供了一个微型集液桶16。集液桶16安装在油管22的顶端。在集液桶16下方，设置有泄水孔17，泄水孔17连接排污管18，排污管18连接压入泵19，压入泵19通过止回阀20连接地下集油管网21。

上升至集液桶16的混合液，自动流入排污管18，进入压入泵19，在压入泵19的压力下，通过地下集油管网21的止回阀20，将混合液压入地下集油管网21。

用清洗排液两用机清洗井下油管前。在井口的油管上端依次安装好井口防喷器14、油管外壁清洗器13、油管自封12、导向轮10和导向轮支架11。

清洗、排液分二步进行。第一步，溶油化蜡（见图1）先启动加压热水泵1，将高压热水压入输水排液管2，待管内满水后启动收卷机，将输水排液管2放入井下油管22中，边下放边清洗，达到洗井设计深度N米。经过清洗，油管22内稠油和结蜡被融化后，随热水被置换出井口。向上进入集液桶桶16，自动流入排污管18，进入压入泵19，在压入泵19的压力下，混合液通过止回阀20，压入地下集油管网21（见图1），达到了环保清洗目的。

然后起出输水排液管2，输水排液管2内存部分的热水自动流入油管22中（见图2示意图）。

第二步，卸掉输水排液管2下端的内壁清洗器24，换上丝堵24，将输水排液管2的下端堵死，第二次将输水排液管2放入至井下油管22中，达到设计深度N米，将油管22内存水挤出（见图3示意图）。

挤出的井液上升至集液桶16。经过压入泵19，将井液压入地下集油管网21。最后收起输水排液管2，被洗油管22内的热水降至下管深度的60%左右，油井内上部油管22已成空管状态，达到了排液的目的（见图3示意图），给下一步油井作业施工人员起油管打下良好基础，杜绝了二次污染，节省了作业工人的宝贵施工时间。