CN105781490A - 一种采油井微波洗井装置及其洗井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种采油井微波洗井装置及其洗井方法，其中采油井微波洗井装置包括微波发生器、控制柜、供电单元、信息采集装置，微波发生器通过变径接头与油管下端的防砂筛管连接，并下放到井下，微波发生器连接电缆，电缆从井口装置穿出并通过电缆绞车后连接到地面上设置的控制区柜、供电单元、信息采集装置，电缆处于油管和套管的环形空间内，电缆上间隔布置多个环空温度传感器，微波发生器上设置有井底温度传感器和压力传感器。本发明提供的微波洗井装置，将微波发生器直接固定在油管底部，随着油管放入井下，利用微波直接在井底对采出液进行加热，将洗井过程伴随着生产过程进行，洗井简单，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及在石油天然气工程领域中采油井热洗用的装置，具体涉及一种采油井微波洗井装置及其洗井方法。
背景技术
油田开发过程中，原油结蜡问题普遍存在，当油井井筒温度处于析蜡点和凝点温度区域时，井筒会出现较长井段的结蜡，析出的石蜡可能发生在原油流经的任何场所，减小了油管和抽油杆间的油流通道内径，增大油流阻力，降低油井产能，增大了抽油机载荷，降低了抽油效率，甚至会造成抽油泵蜡卡，给日常管理带来了大量工作，增加了井下事故发生的可能性和机率。因此需要定期的洗井、清蜡。目前常用的是热洗清蜡技术，利用锅炉将地面罐车或计量站的流体加热后，通过油套环空打入井内，流体通过油套环空后由泵口进入油管内，最终反循环洗井。该方法，造成热量在地面管汇和油套环空损耗，井越深损耗量越大，造成了能量浪费，并影响了洗井效果。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种采油井微波洗井装置，这种采油井微波洗井装置用于解决现有热洗清蜡技术能量损耗大，热洗效率低的问题，本发明的另一个目的是提供这种采油井微波洗井装置的洗井方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种采油井微波洗井装置包括微波发生器、控制柜、供电单元、信息采集装置，微波发生器通过变径接头与油管下端的防砂筛管连接，并下放到井下，微波发生器连接电缆，电缆从井口装置穿出并通过电缆绞车后连接到地面上设置的控制区柜、供电单元、信息采集装置，电缆处于油管和套管的环形空间内，电缆上间隔布置多个环空温度传感器，微波发生器上设置有井底温度传感器和压力传感器。
上述方案中微波发生器包括支架和护套、磁控管、波导管、扶正滚轮、接线器，支架和护套有多个肋翼，磁控管连接波导管，每个肋翼上设置有多组磁控管和波导管，每个肋翼设置扶正滚轮，井底温度传感器和压力传感器也设置在支架和护套上，支架和护套的底部设置接线器。
上述方案中支架和护套有4个肋翼，每个肋翼上设置有4组磁控管和波导管；波导管采用喇叭口状，扩大微波的辐射范围，增加和流体的接触面积。
上述方案中支架和护套采用陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯塑料之类的绝缘体材料，能够很好的透射微波，但不吸收微波能量。
上述方案中油管中间设置有可伸缩短接，保证油管柱在热洗过程中可自由伸缩，不产生附加的热应力集中，能够延长油管柱的使用寿命。
上述方案中环形空间内电缆上每间隔200-400m设置一个温度传感器，测量洗井过程中的油套环空温度变化，并判断是否达到融蜡温度。
上述方案中微波发生器有多个，相邻两个微波发生器通过螺纹连接，并通过接线口将电路和信号传输线路进行连接，实施方便，适应储层厚度增强。
上述采油井微波洗井装置的洗井方法：
在井下直接利用微波发生器对采出液进行微波加热，加热后的采出液经防砂筛网，被抽油泵举升，在油管和抽油杆的环空向上运移，通过改变微波的强度、频率、加热时间和采油方案，调整采出液的温度，保证采出液在经过结蜡位置时，高于融蜡温度，进而实现对蜡的融解，并随采出液运移出井筒。
上述采油井微波洗井装置的另一种洗井方法：
反循环洗井过程中，洗井液经计量站或洗井车，通过油管和套管的环空流到井底，在井下，微波发生器对其进行二次加热，然后从抽油杆和油管环空向上运移，实现融蜡洗井。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明本发明的采油井微波洗井装置基于对管柱蜡的融解和清洗过程分析，通过微波发生器对采出液和洗井液加热，采出液由抽油杆和油管环空向上运移，利用高温流体融解附着在抽油杆、油管和其他管线上的蜡，并将其携带出地面，随着生产进行，对接触区域热洗、清蜡，热洗过程不影响正常的采油作业，有效降低洗井成本。
2、本发明提供的微波洗井装置，将微波发生器直接固定在油管底部，随着油管放入井下，利用微波直接在井底对采出液进行加热，将洗井过程伴随着生产过程进行，洗井简单，效率高。
3、本发明结构简单，能够方便的与油管连接并输送，投资成本低，使用过程安全可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中微波发生器的结构示意图。
图中：1.油层；2.射孔孔眼；3.水泥环；4.微波发生器；5.电缆；6.环空温度传感器；7.电缆绞车；8.控制柜；9.供电单元；10.信息采集装置；11.变径接头；12.防砂筛管；13.油管；14.可伸缩短接；15.井口装置；16.抽油泵和抽油杆；17.磁控管；18.波导管；19.井底温度传感器；20.扶正滚轮；21.压力传感器；22.支架和护套；23.接线器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
如图1所示，这种采油井微波洗井装置包括微波发生器4、温度传感器、控制柜8、供电单元9、信息采集装置10，微波发生器4通过变径接头11与油管13下端的防砂筛管12连接，并下放到井下，微波发生器4连接电缆5，电缆5从井口装置穿出并通过电缆绞车7后连接到地面上设置的控制柜8、供电单元9、信息采集装置10，电缆5处于油管13和套管（水泥环3）的环形空间内，电缆5上每间隔200-400m设置一个环空温度传感器6，测量洗井过程中的油套环空温度变化，并判断是否达到融蜡温度。电缆绞车7用于存贮和提放电缆5，控制柜8用来手动控制整个电路的开、关及电缆绞车7的运行速度及井下微波的强度和频率等，供电单元9为微波发生器4提供电源和整流，信息采集装置10用于实时采集和存储微波发生器4中的压力传感器21、井底温度传感器19、油套环空中的多个环空温度传感器6和油管口和套管口的压力表所记录和传递的信息，并能够通过软件对井下微波的强度和频率等进行自动调整。防砂筛网过滤掉采出液或洗井液中的各种中、粗、细粒砂及固相介质，避免上述材料进入抽油杆、管和泵***，造成上述部件的早期损坏和井下事故的发生。
微波发生器4用于对油井采出液或洗井液进行加热，微波发生器4通过电缆5与地面设备连接，电缆5处于油管13和套管的环形空间内，电缆5内含有供电线路及各传感器的信号传输线路。
如图2所示，微波发生器4包括支架和护套22、磁控管17、波导管18、扶正滚轮20、接线器23，支架和护套22有多个肋翼，磁控管17连接波导管18，每个肋翼上设置有多组磁控管17和波导管18，每个肋翼的中部设置扶正滚轮20，井底温度传感器19和压力传感器21也设置在支架和护套22上，支架和护套22的底部设置接线器23，接线器23用于对各个微波发生器4的供电和信号传输线路进行连接。支架和护套22有4个肋翼，每个肋翼上设置有4组磁控管17和波导管18；波导管18采用喇叭口状，扩大微波的辐射范围，增加和流体的接触面积。磁控管17用于产生和发射声波，波导管18传输声波，井底温度传感器19用于测量经微波加热后采出液或洗井液在井底的温度，扶正滚轮20保证微波发生器4的居中，减小下入过程的摩擦阻力，保证顺利下入，压力传感器测量井底流压。用于支撑和保护磁控管17、波导管18、井底温度传感器19、扶正滚轮20、压力传感器21和接线器23。接线器23位于微波发生器4底部，可以对微波发生器4的供电线路和信号传输线路进行连接。
支架和护套22采用陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯塑料之类的绝缘体材料，能够很好的透射微波，但不吸收微波能量。支架和护套22对磁控管17、波导管18及各种传感器进行保护，并提供支撑。扶正滚轮20在下入过程中把滑动摩擦，变成了滚动摩擦，减小了下入阻力，并能对微波发生器4扶正和保证居中。工作时，磁控管17在电载激励作用下，产生不同强度和频率的微波，经波导管18向外传播。
微波发生器4有多个，相邻两个微波发生器4通过螺纹连接，并通过接线口将电路和信号传输线路进行连接，实施方便，适应储层厚度增强。
微波发生器4通过电缆5与地面设备连接，电缆5置于油管13和套管的环形空间内，电缆5内含有供电线路及各传感器的信号传输线路。在油管13和套管环空中，每隔一定间距布置一个温度传感器6，监测洗井或生产过程中油套环空温度变化。电缆5存储于电缆绞车7，并通过电缆绞车7提放电缆5，电缆5通过电缆绞车7后，连接到控制柜8、供电单元9和信息采集装置用10。控制柜8手动控制***启停和参数变化，供电单元9为电源和整流，信息采集装置10用来实时采集、存储和控制各传感器信息。
微波发生器通过变径接头11与防砂筛网12连接，变径接头11下端为母螺纹，尺寸较大，与井下微波发生器4螺纹匹配，上端为公螺纹，尺寸较小，与防砂筛网12匹配。防砂筛网与油管13连接，油管13中部设置可伸缩短接14，允许油管13移动一定的位移，而不产生热应力集中。油管13在井口处与井口装置连接，油管13内有抽油泵和抽油杆16***。
微波发生器4通过油管13向下输送至油层1，同时调整电缆绞车7下放电缆5速度，保证电缆5不承受拉力。在第一种洗井方式中，采出液从油层1，经过射孔孔眼2，水泥环3和套管孔眼进入井筒，井下微波发生器4对采出液进行加热，采出液被抽油泵和抽油杆***16抽吸和举升，经过变径接头11，防砂筛网12，可伸缩短接14，流过油管13和抽油杆环空，最后到达油管四通，井口装置相应阀门，采出液流入地面集输管线。高温采出液对流经区域的蜡进行融解和携带，保证杆管柱清洁。该洗井方式，不影响生产作业，大大提高了洗井效率，降低了洗井成本。
第二洗井方式中，该发明装置辅助计量间或热洗车进行反循环洗井。洗井液在地面加热以后，进入油管13和套管的环空，随着洗井液向下运移，温度会逐渐下降，造成温度可能达不到融蜡温度，影响洗井效果。因此，当洗井液流到井底后，井下微波发生器4对其进行二次加热，采出液被抽油泵和抽油杆***16抽吸和举升，经过变径接头11，防砂筛网12，可伸缩短接14，流过油管13和抽油杆环空，最后采出液流入地面集输管线。高温洗井液对流经区域的蜡进行融解和携带，实现杆管柱净化清洗。大大提高了洗井效率，降低了洗井成本。
Claims (9)
1.一种采油井微波洗井装置，其特征在于：这种采油井微波洗井装置包括微波发生器（4）、温度传感器（）、控制柜（8）、供电单元（9）、信息采集装置（10），微波发生器（4）通过变径接头（11）与油管下端的防砂筛管（12）连接，并下放到井下，微波发生器（4）连接电缆（5），电缆（5）从井口装置穿出并通过电缆绞车（7）后连接到地面上设置的控制柜（8）、供电单元（9）、信息采集装置（10），电缆（5）处于油管（13）和套管的环形空间内，电缆（5）上间隔布置多个环空温度传感器（6），微波发生器（4）上设置有井底温度传感器（19）和压力传感器（21）。
2.根据权利要求1所述的采油井微波洗井装置，其特征在于：所述的微波发生器（4）包括支架和护套（22）、磁控管（17）、波导管（18）、扶正滚轮（20）、接线器（23），支架和护套（22）有多个肋翼，磁控管（17）连接波导管（18），每个肋翼上设置有多组磁控管（17）和波导管（18），每个肋翼设置扶正滚轮（20），井底温度传感器（19）和压力传感器（21）也设置在支架和护套（22）上，支架和护套（22）的底部设置接线器（23）。
3.根据权利要求1或2所述的采油井微波洗井装置，其特征在于：所述的支架和护套（22）有4个肋翼，每个肋翼上设置有4组磁控管（17）和波导管（18）；波导管（18）采用喇叭口状。
4.根据权利要求3所述的采油井微波洗井装置，其特征在于：所述的支架和护套（22）采用陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯塑料之类的绝缘体材料制成。
5.根据权利要求4所述的采油井微波洗井装置，其特征在于：所述的油管（13）中间设置有可伸缩短接（14）。
6.根据权利要求5所述的采油井微波洗井装置，其特征在于：所述的环形空间内电缆（5）上每间隔200-400m设置一个温度传感器（6）。
7.根据权利要求6所述的采油井微波洗井装置，其特征在于：所述的微波发生器（4）有多个，相邻两个微波发生器（4）通过螺纹连接。
8.一种权利要求5所述的采油井微波洗井装置的洗井方法，其特征在于：在井下直接利用微波发生器（4）对采出液进行微波加热，加热后的采出液经防砂筛网，被抽油泵举升，在油管（13）和抽油杆的环空向上运移，通过改变微波的强度、频率、加热时间和采油方案，调整采出液的温度，保证采出液在经过结蜡位置时，高于融蜡温度，进而实现对蜡的融解，并随采出液运移出井筒。
9.一种权利要求5所述的采油井微波洗井装置的洗井方法，其特征在于：反循环洗井过程中，洗井液经计量站或洗井车，通过油管（13）和套管的环空流到井底，在井下，微波发生器（4）对其进行二次加热，然后从抽油杆和油管环空向上运移，实现融蜡洗井。
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