一种基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具及使用方法技术方案

本发明专利技术公开了石油天然气开采行业修井领域的一种基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具及使用方法，其中使用方法包括步骤一，使导流孔与固定导流腔处于未连通状态；步骤二，组装形成入井管柱。步骤三，开启地面监测控制系统，并下放管柱；步骤四，测量油管情况，数据上传至地面监测控制系统；步骤五，若测得油管内径小于井原始油管内径，则判断存在结蜡结垢现象；步骤六，使导流孔与固定导流腔连通，进行清蜡除垢作业。步骤七，当测得井下数据与井原始数据一致时，清蜡除垢作业完成；切断导流孔与固定导流腔的连通。步骤八，重复步骤六和步骤七，即完成全井筒的清蜡除垢作业。本发明专利技术结构简单，可以提高作业精度和作业效率，实现油井清蜡除垢智能化。清蜡除垢智能化。清蜡除垢智能化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具及使用方法


[0001]本专利技术属于石油天然气开采行业修井领域，具体是一种基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具及使用方法。

技术介绍

[0002]我国大部分油田开采的原油都属于高含蜡原油(含蜡量>10％)，在原油生产过程中，由于地层温度、压力的改变以及原油中轻烃的析出，原本溶解在原油中的蜡质、沥青质以晶体形式析出并吸附在油管壁、套管壁及其他采油设备上。随着生产时间的增长，石蜡的沉积会导致油流通道变小，使油井产量下降，严重时甚至会造成油井停产。因此，为保证油气生产作业的正常进行，需定期对生产井进行清蜡除垢作业。
[0003]目前，国内外常用的清蜡除垢技术主要分为四类：热力清蜡除垢技术、机械清蜡除垢技术、化学清蜡除垢技术、物理场清蜡除垢技术。这些技术可以实现部分现场作业的需求，但总体清除效率不高，无法满足油气开采作业的需求。更重要的是目前现有的清蜡除垢工艺均依靠人力控制进行作业，作业效率和作业效果严重受作业人员经验和熟练程度的制约；此外，人工清蜡除垢作业操作周期长、作业精准度低，人为因素多，健康、安全和环境等方面相关问题也随之增多。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具及使用方法，以实现进行定点清除，避免清蜡除垢作业对作业人员经验的依赖，提高作业精度和作业效率，实现油井清蜡除垢智能化。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具，包括清蜡除垢短节、测量与传输系统、连续油管作业系统和地面监测控制系统，清蜡除垢短节包括短节本体、旋转导流装置、旋转导流驱动装置、限位装置和自适应清蜡系统，短节本体内设有中空的圆柱体，圆柱体内设有台肩，圆柱体内沿其周向设有若干的固定导流腔，若干的固定导流腔呈轴向分布，且若干的固定导流腔位于台肩下方，固定导流腔侧壁设有侧向清蜡喷嘴，自适应清蜡系统位于固定导流腔内，
[0006]旋转导流装置呈圆筒状，旋转导流装置侧壁设置有与固定导流腔对应的导流孔，导流孔直径与固定导流腔的直径相同，旋转导流驱动装置键连接于旋转导流装置底部，旋转导流驱动装置远离旋转导流装置一侧设有限位装置，限位装置与圆柱体固定连接，
[0007]测量与传输系统包括井下测量短节与传输电缆，井下测量短节内部设有中心流道，中心流道与井下测量短节之间设有传输电缆通道，传输电缆通道延伸至短节本体处，传输电缆通道从上至下依次设有电加热腔和传感器存储腔，传输电缆安装在清蜡除垢短节与井下测量短节的传输电缆通道中，并与连续油管系统的传输电缆连接，
[0008]连续油管作业系统包括连续油管、井下动力装置和连续油管钻头，连续油管与井下动力装置连接，井下动力装置连接与清蜡除垢短节连接，连续油管钻头连接于井下测量
短节远离清蜡除垢短节一侧。
[0009]地面监测控制系统包括数据采集模块和数据处理模块，数据采集模块和数据处理模块安装在连续油管作业车上。
[0010]进一步，自适应清蜡系统包括滑动连接在固定导流腔内的液压滑板，液压滑板远离短节本体一侧固定连接有液压滑杆，液压滑杆远离液压滑板一端贯穿固定导流腔并螺纹连接有刮蜡翼肋，液压滑杆上套接有复位弹簧，复位弹簧的一端与液压滑板连接，复位弹簧另一端固定连接在固定导流腔内壁。
[0011]进一步，刮蜡翼肋为圆弧形，刮蜡翼肋内径与短节本体外径相同，刮蜡翼肋上设有硬质合金切削片。
[0012]进一步，导流孔沿旋转导流装置周向布置若干个，且导流孔沿旋转导流装置轴向布置若干排。
[0013]进一步，侧向清蜡喷嘴入口靠近固定导流腔与短节本体内部连接处，侧向清蜡喷嘴出口位于短节本体外壁。
[0014]进一步，旋转导流驱动装置为环形步进式电机，且旋转导流驱动装置与传输电缆连接；旋转导流驱动装置的内径与旋转导流装置的内径相同。
[0015]进一步，电加热腔内从左至右依次安装有导热元件、电加热组件、隔热绝缘体，传感器存储腔内从上至下依次安装有位置传感器、井径测量仪和压力传感器。且电加热腔和传感器存储腔上均设置有为电加热组件和传感器提供能量和传输井下数据的传输电缆接口。
[0016]进一步，短节本体上端设有公接头，短节本体通过公接头与井下动力装置螺纹连接，短节本体下端设有母接头，短节本体通过母接头与井下测量短节螺纹连接。
[0017]进一步，一种基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具的使用方法，包括以下步骤，
[0018]步骤一，在现有连续油管作业系统中安装工具的地面监测控制系统；组装工具清蜡除垢短节，使工具导流孔与固定导流腔处于未连通状态；
[0019]步骤二，组装工具清蜡除垢短节与井下测量短节形成工具管串，将工具管串与连续油管作业系统的井下动力装置连接，同时连接工具的传输电缆和连续油管作业系统电缆；工具管串下端安装钻头，形成完整的入井管柱；
[0020]步骤三，接通电源开启地面监测控制系统，开启连续油管作业系统，利用连续油管作业系统下放管柱；
[0021]步骤四，井下测量短节开始工作，测量作业井内油管内径、压力及工具管串所在位置，井下测量短节获得数据通过传输电缆上传至地面监测控制系统；
[0022]步骤五，地面作业人员通过对比井下上传数据与作业井原始资料，若井下测量短节测得油管内径小于作业井原始油管内径，则判断该位置处存在结蜡结垢现象；
[0023]步骤六，地面作业人员通过地面监测控制装置下达指令，开启电加热组件，开始加热；同时开启旋转导流驱动装置，使旋转导流装置的导流孔与固定导流腔连通，在修井液压力作用下自适应清蜡装置的刮蜡翼肋短节本体向外推出与油管内壁接触；进行清蜡除垢作业；
[0024]步骤七，当井下测量短节测得井下数据与作业井原始数据一致时，认为该位置处清蜡除垢作业已完成；地面作业人员下达指令，关闭电加热组件；关闭旋转导流驱动装置，
切断导流孔与固定导流腔的连通，自适应清蜡装置的刮蜡翼肋收缩贴紧短节本体。
[0025]步骤八，继续下放管柱，重复步骤六和步骤七，即可完成全井筒的清蜡除垢作业
[0026]采用上述方案后实现了以下有益效果：(1)本专利技术通过设置地面监测控制系统能够准确的确定某一深度处油管的直径并将相关数据传输至地面，通过地面监测控制系统分析判断该深度是否存在结蜡、结垢；若存在结蜡结垢现象，则地面监测控制系统发出指令控制清蜡除垢短节及井下测量短节进行工作，从而实现进行定点清除，避免清蜡除垢作业对作业人员经验的依赖，提高作业精度和作业效率，实现油井清蜡除垢智能化。
[0027](2)本专利技术的自适应清蜡系统利用修井液的压力实现刮蜡翼肋的自动伸出或收缩，能够匹配不同内径油管的清蜡除垢作业，降低了对地面设备的要求，节约作业成本；同时刮蜡翼肋上的硬质合金切削片及侧向清蜡喷嘴能够刮除、清洗附着在油管上的石蜡或结垢，有效实现清蜡除垢且效率高。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具，其特征在于：包括清蜡除垢短节、测量与传输系统、连续油管作业系统和地面监测控制系统，清蜡除垢短节包括短节本体、旋转导流装置、旋转导流驱动装置、限位装置和自适应清蜡系统，短节本体内设有中空的圆柱体，圆柱体内设有台肩，圆柱体内沿其周向设有若干的固定导流腔，若干的固定导流腔呈轴向分布，且若干的固定导流腔位于台肩下方，固定导流腔侧壁设有侧向清蜡喷嘴，自适应清蜡系统位于固定导流腔内，旋转导流装置呈圆筒状，旋转导流装置侧壁设置有与固定导流腔对应的导流孔，导流孔直径与固定导流腔的直径相同，旋转导流驱动装置键连接于旋转导流装置底部，旋转导流驱动装置远离旋转导流装置一侧设有限位装置，限位装置与圆柱体固定连接，测量与传输系统包括井下测量短节与传输电缆，井下测量短节内部设有中心流道，中心流道与井下测量短节之间设有传输电缆通道，传输电缆通道延伸至短节本体处，传输电缆通道从上至下依次设有电加热腔和传感器存储腔，传输电缆安装在清蜡除垢短节与井下测量短节的传输电缆通道中，并与连续油管系统的传输电缆连接，连续油管作业系统包括连续油管、井下动力装置和连续油管钻头，连续油管与井下动力装置连接，井下动力装置与清蜡除垢短节连接，连续油管钻头连接于井下测量短节远离清蜡除垢短节一侧，地面监测控制系统包括数据采集模块和数据处理模块，数据采集模块和数据处理模块安装在连续油管作业车上。2.根据权利要求1所述的基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具，其特征在于：所述自适应清蜡系统包括滑动连接在固定导流腔内的液压滑板，液压滑板远离短节本体一侧固定连接有液压滑杆，液压滑杆远离液压滑板一端贯穿固定导流腔并螺纹连接有刮蜡翼肋，液压滑杆上套接有复位弹簧，复位弹簧的一端与液压滑板连接，复位弹簧另一端固定连接在固定导流腔内壁。3.根据权利要求2所述的基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具，其特征在于：所述刮蜡翼肋为圆弧形，刮蜡翼肋内径与短节本体外径相同，刮蜡翼肋上设有硬质合金切削片。4.根据权利要求3所述的基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具，其特征在于：所述导流孔沿旋转导流装置周向布置若干个，且导流孔沿旋转导流装置轴向布置若干排。5.根据权利要求4所述的基于连续油管系统的智能清蜡除垢工具，其特征在于：所述侧向清蜡喷嘴入口靠近固定导流腔与短节本体内部连接处，侧向清蜡喷嘴出口位于短节本体外壁。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦大伟，陈兰兰，黄凯源，刘伟桐，刘大伟，谭军，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：