油水井密闭冲砂除砂收油工艺技术及装置 技术领域：
本发明涉及一种用于油田油水井冲砂、除砂、收油作业的工艺技术及地面设备装置。
背景技术：
随着油田开发和油、水井生产时间的延长，油水井出砂日趋严重，冲砂作业井次不断增加，工作量增大。目前，现场进行油、水井冲砂作业时，通常采用的地面旋流除砂装置只有简单的循环除砂池子功能，采用地面敞口储油池和循环除砂池时，井内返出的原油(特别是稠油)先进入储油池，由于温度下降，粘度迅速增高，用泵打油回收十分困难，容易造成原油浪费和环境污染，另外，除砂池和储油池均需要用大吊车和拖车拉运，并需要人工配合吊运，耗费大量设备和人力资源，而且经常由于拉运池子不及时影响冲砂作业的正常施工。若采用普通的虚幻池子和除砂装置，则需要人力用铁锹清理沉在池子内的泥砂，劳动强度较大，工效低下。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可以避免原油资源浪费和环境污染并可大大节约人力设备运行费用的油水井密闭冲砂除砂收油工艺技术及装置。
本发明的技术方案如下：
此种油水井密闭冲砂除砂收油工艺技术是采用集自行走、连续除砂、机械排砂、密闭循环、储油回收、液面监测、砂面检测、连续供液、液量计量、液位暸望、打油清洗多种功能于一体的综合配套装置，进行油水井冲砂、除砂、收油作业。该工艺技术的实施要点如下：
1、制造安装具有上述多种功能的油水井密闭冲砂、除砂、收油装置(装置结构详见后述)；
2、冲砂作业现场安装：将该装置分别与水罐车和水泥车相连接，将水泥车出口与井口冲砂装置进口相连接，将该装置与井口冲砂装置出口相连接，构成密闭冲砂除砂收油工艺技术流程；
3、现场操作：
(1)除砂排砂操作：通过钢丝绳的提放距离了解沉砂斗内泥砂的多少，然后通过排砂蝶阀开关及时排除携砂液中分离出来的泥砂，并控制污水排放到地面，减少环境污染；
(2)储油循环操作：通过储油罐液位监测装置观察罐内液位高低及时补充冲砂液或自循环冲砂洗井；通过观察窗口观察井内携砂液返出情况采取补液循环和自备罐循环冲砂，及时了解井下冲砂液漏失情况，保证安全冲砂；
(3)冲砂循环管汇闸门操作：在比较大的现场可以同时连接两个水罐用于交替补水冲砂，操作时先打出冲砂除砂装置自备储油循环罐内1/3左右的循环液，然后通过换向阀控制采用两个水罐连续供液；当出口返出液进罐后观察罐内液面变化情况，通过三通阀控制采取自备罐供液，并保持罐内液位处于一定高度，避免液流冒罐污染设备和现场；
(4)打油清洗操作：根据需要启动打油泵加快放油放水速度，冲砂除砂罐使用一定时间后，连接清洗管汇启动罗茨泵，大排量循环冲洗罐底泥砂，然后排出罐外。
本发明提供使用的油水井密闭冲砂除砂收油装置由密闭除砂系统、储油循环罐、打油清洗系统、供水计量系统和承载底车五部分组成，打油清洗系统安装在承载底车前部，储油循环罐安装在承载底车中部，密闭除砂系统和连续供水计量系统分别安装在承载底车尾部。其中，密闭除砂系统由三个除砂器、沉砂斗、探砂锥阀面、密封压盖、滑轮组、放液管蝶阀、排砂管蝶阀和连接管汇构成，三个除砂器下半部置于沉砂斗内，沉砂斗顶部外侧设有密封压盖和两个滑轮组，沉砂斗内通过钢丝绳吊挂有探砂面锥阀，底部外侧设有排砂管蝶阀和放液管蝶阀；沉砂斗顶部设有与储油循环罐连接的溢流管汇，除砂器之间用管汇连接；储油循环罐顶部设有密封清洗盖、加液孔盖和观察口，后下方设有放液管汇，大罐后部安装有罐内液位检测装置，便于及时掌握循环罐内液面的高低，同时了解井下冲砂液漏失量的大小，有利于安全冲砂。打油清洗系统由罗茨泵、打油管汇、进液接头和出口接头构成，罗茨泵由承载车发动机驱动，两侧分别与打油管汇和出口管汇接头相连接。连续供水计量系统由换向阀、流量计和连接管汇构成，连接管汇上装有换向阀和流量计。油、水井冲砂作业时，将循环罐拉满冲砂液开至冲砂井场，连接好供水管汇和拉液罐以及供水管汇和水泥车管线，然后由水泥车将循环罐内的冲砂液打入井内1/3左右，然后通过换向阀改为拉液罐车供水，替出的原油通过管汇直接进入循环罐内。洗出井内原油后，进行循环冲砂，可以迅速关闭进罐通道，同时打开进除砂器通道，携砂液通过管汇进入一级除砂器，高速液流沿其内锥面旋转，泥砂在离心力作用下甩向器壁，然后在泥砂自身重力和水流的作用下沿器壁下滑，从底孔排入沉砂斗内，由于旋流除砂器底孔直径较小，排出的液量也较少，而除砂器的直径又很大，所以液流上返速度很慢，使泥砂在沉砂斗内充分沉淀，另一部分含有细粉砂的液体，沿着除砂器中部旋转上升，在系统压力的作用下，经过上部管汇进入并联的两个直径较小的二级除砂器继续进行旋流除砂，细粉砂同样排到沉砂斗内沉降；当泥砂沉降到一定量时，可以通过滑轮组、钢丝绳和探砂面锥阀软探沉砂斗内积砂的多少，沉砂较多时可以通过排砂管蝶阀排出，排砂过程中锥阀随着砂面下移到锥阀座，关闭排砂通道，避免大量的冲砂液泄漏，然后关闭碟阀，提起探测锥阀，固定住钢丝绳，等一段时间再次下放锥阀软探砂面，重复以上的操作即可实现探砂面排砂操作。经过双级除砂作用，比较干净的冲砂液通过管汇进入大罐内循环使用，而经过双级旋流除砂器底孔排出进入沉砂斗内的含砂液流，经过充分的重力沉降分离，泥砂逐渐沉淀于沉砂斗内，液流经过上面的管汇溢流出来，然后与从除砂器返出液流汇合后一同通过观察孔进入循环罐内，便于及时掌握冲砂液返出情况，有利于安全冲砂，比较干净的冲砂液通过供水管汇继续参与循环冲砂洗井作业。此时，经过流量计可以计量循环液的用量。
本发明提供的油水井密闭冲砂除砂收油工艺技术易于实施，操作简单，所采用的装置集自行走、连续除砂、机械排砂、密闭循环、储油回收、液面监测、砂面检测、连续供液、液量计量、液位暸望、打油清洗多种功能于一体，利用该工艺技术和装置进行冲砂、除砂、收油作业有利于减少原油浪费、提高原油回收率、环境保护和减轻工人劳动强度，宜于推广应用。
附图说明：
图1为本发明的施工现场安装示意图。图2、图3、图4为本发明的工艺流程、设备装置连接三向视图。
具体实施方式：
图1中，I为水泥车，II为水罐车，III为密闭冲砂除砂收油装置，IV为井口冲砂装置。
如图2、3、4所示，密闭冲砂除砂该装置由本实用新型由密闭除砂系统、连续供水计量系统、储油循环罐、打油清洗系统和承载底车五部分组成，打油清洗系统安装在承载底车前部，储油循环罐安装在承载车中部，密闭除砂系统和连续供水计量系统分别安装在承载底车尾部，各系统结构、组装关系如下：密闭除砂系统——由除砂器2、3、沉砂斗4、溢流总管8、沉砂斗溢流管9、二级除砂器溢流管10、一级除砂器溢流管11、滑轮组12、密封压盖13、钢丝绳14、进除砂器管15、出油进罐管16、二位换向阀17、闸阀18、井口返出接头19、排砂管蝶阀31、探砂面锥阀32、放水蝶阀34构成，双级旋流除砂器2、3下部置于沉砂斗4内，并在沉砂斗内设有探砂面锥阀32，悬挂在钢丝绳14下端，沉砂斗4顶部设有密封压盖13和滑轮组12，底部设有排砂管蝶阀31和放水蝶阀34，其中，除砂器2、3为一、二级除砂器，分别采用400型和300型旋流除砂器，第二级并联。沉砂斗4为一上部为圆柱形、下部为锥形的密封斗，用铁皮制作，其最大尺寸为Φ1500×1300mm。探砂面锥阀32尺寸为Φ150×40mm，上端由钢丝绳悬挂，侧面为锥度密封面。密封压盖13为Φ70×400mm的中空密封短接。排砂蝶阀31采用100型蝶阀，为标准件。
连续供水计量系统——由水泥车上水管接头20、流量计21、三位换向阀22、供水管线接头23、循环管汇24构成，循环管汇24上接装有三位换向阀22和流量计21，并分别与供水管线23和水泥车上水管接头20相连接。
储油循环罐——由大罐1、密封清洗盖5、加液孔盖6、观察窗口7、液位监测装置30、放油蝶阀33构成，密封清洗盖5、加液孔盖6、观察窗口7设置在大罐1顶部，液位监测装置30和放油蝶阀33分别设置在大罐1后侧和底部。其中，大罐1为近似椭圆形的17m3卧式大罐。
打油清洗系统——由打油管25、二位换向阀26、清洗供水管接头27、罗茨泵28、排出管接头29构成，罗茨泵28由底车发动机驱动，其一侧通过二位换向阀26分别与清洗供水管接头27和打油管25相连接，另一侧与排出管接头29相连接。
承载底车采用净承载能力25T的四桥底车，亦可采用撬装型、拖挂型和二类底盘车安装。