超稠油井光杆结垢治理

杨振东　靳庆凯　邹洪超

摘 要：光杆密封器是机械采油井口重要密封部件，在超稠油开采过程中，特别是蒸汽吞吐轮次生产初期的高温高含水井，抽油井的光杆表面易结垢，增加密封器填料损耗，增加生产成本的同时，密封器泄漏也带来了环保压力。通过现场采用除垢方法改进和提前预防措施改进，对光杆除垢和防垢收效明显，大幅度降低了密封器填料成本，提高了工作效率，克服了常规方法操作不便，效率低的问题。

关键词：超稠油;光杆;除垢;防垢

超稠油具有对温度的敏感性，生产井口产出液直井平均温度达到75℃以上，SAGD井温度达100℃以上，产出液高含盐油井，光杆结垢现象普遍。现场除垢采用的是，将铁丝绑在盘根盒上，人才拉紧除垢，操作方法不安全且效率底，除垢不够彻底，对于光杆结垢的产生无有效的防范措施，密封填料用量增加，成本可控性降低，需要在管理与设备上有所创新。

1 现场背景分析

1.1 结垢的原因与危害

超稠油抽油机井开采，主要是热采的开发方式，采用蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD等方式，由于超稠油对温度的敏感性，产出液温度必须保持一定值以上方能保证产能。在单井轮次初期，由于井口产出液高温、多盐，因此密封器光杆表面易结垢。结垢油井普遍存在高温、较高含水的特点。产出液中具有较高的含盐量，在井口较高温度环境下，产出液中的盐分积聚在光杆表面析出，形成垢层，光杆表面结垢的厚度平均为0.5～1.0毫米。主要危害是增加密封填料损耗，由于结垢表面粗糙，增加了与光杆密封器填料的磨损程度，密封填料损耗增加，填料更换频繁，巡检发现不及时易产生井口泄漏污染事故，给生产成本与环保均带来一定的压力。光杆表面结垢除增加成本支出外，尚增加人员巡检频率和填料更换工作量，增加了员工劳动强度。

1.2 现有措施及不足

当前对光杆结垢主要采取的是预防与简易除垢两种方法。预防主要是采取井口密封器定期涂抹黄油，增加光杆与密封器填料间的润滑程度，提高光杆表面光洁度，降低盐垢的积聚速度，此方法时效较短，易在井口造成黄油积聚和产生黄油落点而污染井口与地面。简易除垢法是采用8号铁丝除垢，人工将铁丝缠绕在密封器上端外露光杆外缘，一端固定在密封器压帽上，另一侧人工用力拉紧铁丝一端，利用铁丝与光杆表面产生的挤压去除表面结垢。对于结垢油井的结垢速度较快，对于结垢严重井，平均每天需要要除垢5-6次，一般结垢井需要手动除垢2-3次，除垢时无专用除垢工具，除垢费时费力，影响工作效率，且利用铁丝除垢的方法因操作人員、操作方法的差异，易造成铁丝缠绕绞手伤人事故及意外弹出伤人事故，具有一定的操作风险。结垢不能有效解决，直接造成更换盘根次数增加，增加操作风险的同时也增了密封填料采购成本。

2 采取主要对策

2.1 润滑改进法

经现场对比发现，采用废机油替代黄油对光杆进行润滑可起到较好防垢效果，但由于机油液态不易长时间在光杆表面滞留，需要在装置上改进。现场采用两种方法，一种是更换新式光杆密封器，新式密封器密封压帽上设置有油腔，可储存机油，并通过内侧渗孔对光杆进行润滑，可有效缓解结垢。油腔内机油只需要定期补充即可，但成批采购更换新式密封器成本较高，现成采用更换密封器与延时滴定润滑方式相结合的措施。另一种方法就是延时滴定法润滑，在光杆上安装可移可卸式油腔，通过旋塞阀控制油腔与引流管的通断与机油排量，引流管靠近光杆下端外壁，调整阀的开度来实现定时滴油的方法对光杆进行滴定润滑，收效明显，装置成本较低，推广效果较好。

2.2 除垢改进法

光杆结垢后，最简单易行的是物理除垢，目前的铁丝缠绕除垢明显的效率低且存在脱出伤人、绞手伤人等安全问题。针对除垢的力学特点，研制了新式的除垢工具。

2.2.1 结构与原理

除垢工具采用与光杆外径相匹配的双半环形设计，利用挤压原理除垢，并兼具固定盘根盒功能。除垢工具由一对手柄，两个工作端组成，总长度30cm，工作端内径与光杆内径相匹配。双工作端以一个中间轴连接，可交替转动抱紧光杆，达到除垢或固定盘根盒的目的。除垢功能端内侧配有专用牙块，牙块设置凸环形齿，凸形齿一般为3环，凸环形齿起到保证有效除垢且不伤光杆作用;填料盒固定功能端，内侧配备专用牙块，为斜三角齿状设计，保证固定填料盒时不发生滑动事件，如图1。

2.2.2 工作过程

光杆除垢时，不需要停机，将工具除垢端张开，光杆下行时，扣在光杆上，双手前推，使工作端扣紧光杆，利用挤压包紧作用除垢，光杆上行时松开，转换不同角度进行除垢，直到除垢干净，除垢时一般光杆在2个行程内除垢结束。更换光杆密封器填料时，按规程停机后，卸压打开填料盒压帽，将填料盒压帽及配件上移，将固定功能端扣在光杆上，双手柄向同端移动，卡紧光杆，利用手柄尾部凸轮锁定，将填料盒及格兰固定在光杆上，便于更换密封填料操作。工具实现了具备除垢与更换密封填料辅助工作的双重功能。

3.效果评价

通过润滑与除垢法的改进措施，提高了光杆密封器填料的使用寿命，同时降低了劳动强度，且除垢工具新增更换密封填料辅助功能，提高了操作安全性。通过措施的实施，可实现单井月节约填料1套1000元，减少因更换填料停机50min/井次，延长了油井有效生产时间，单井月增油0.2吨。