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【摘 要】：针对传统油井清蜡方式存在的设备能源消耗大、二氧化碳排放量大、入井液多、清蜡不彻底、成本费用高等缺点。作者对人、机、物、料进行分析，找出问题，进行科技攻关，研制开发了新型CNG自控清蜡车。自控清蜡车最大的创新点是采用了CNG燃料，燃烧时仅排放极微量一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳和水，二氧化硫排放几乎为零，被誉为“绿色燃料”。该车目前已成功地应用现场，通过实践证明，该设备在大幅减少碳排放量、精细洗井、洗井适应范围、提高油井产量、改善油井清蜡作业条件，减轻劳动强度、减少作业费用等方面均具有显著效果。
【关键词】：油井 清蜡 自控 环保
一、研发背景
油井井筒清蜡是日常采油管理的重要工作，优化清蜡工艺，减少占产是目前采油管理，提升产能的重要挖潜措施。2014年以前，我们通常采用水泥车、撬装式自洗、加油基清蜡剂、电加热杆或空心杆等四种方式进行清蜡，上述四种方式存在着设备能源消耗大、二氧化碳排放量大、入井液多、清蜡不彻底、成本费用高等缺点。针对上述情况，我们通过开展科技活动，从人、机、物、料进行分析，找出问题，进行科技攻关，研制开发了新型CNG自控清蜡车。
目前国际绿色低碳发展竞争日趋激烈，国家层面的决心和政策力度不断加大，绿色低碳发展已成为企业面临的现实挑战；要加快调整结构，转变发展方式，推动产业升级，加大环保投入，采用先进的清洁生产技术和装备，努力提高企业本质环保水平，率先成为绿色低碳发展的世界一流企业。我们研制开发的自控清蜡车秉承这一理念，积极采用先进的清洁生产技术和装备，探索节能减排措施。自控清蜡车研制成功后最大的创新点就是采用了CNG燃料，天然气的主要成分依产地不同而有所差异，但其主要成分是甲烷（CH4，85%～98%）和少量的乙烷、丙烷、氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。无色、无味，燃烧充分，不留炭黑和杂质，燃烧时仅排放极微量一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳和水，二氧化硫排放几乎为零，其产生的温室气体大约是煤炭的1/2，石油的2/3，被公认为目前地球上最干净的能源之一，被誉为“绿色燃料”。而各种牌号的汽油和柴油，它们均属石油炼制的多碳烷烃、环烷烃和芳香烃类的混合物，分子量大，H/C值较小，导致燃烧不易安全，汽车排放的有害成分高，含铅汽油甚至会造成更严重的环境污染。
二、传统清蜡方式优缺点
传统清蜡工艺采取水泥车和罐车配合，注入930C热水大排量冲洗的方式。根据现场施工统计，2011年热洗井次532井次，每井次需热水30 m3：
A 施工时间：4小时/井次
B 柴油消耗量：19公升/小时
C 93度热水：30 m3/井次
D 热水消耗天然气量：11Nm3 / m3（温升810C）
年需柴油=532×4×19/1205/1000=33.55吨，标煤48.88吨，二氧化碳排放量103.87吨。
年需天然气=532×30×11=175560 Nm3，折合标煤212.43吨，二氧化碳排放量379.56吨
针对目前水泥车热洗高耗能、高污染，油井含水恢复周期长，占产高的事实。从2010年10月下旬，我们开始研发车载自控清蜡系统小排量蒸汽洗井工艺技术，一是达到节能减排的目标，二是完全满足化蜡所需的热量，三是阻止洗井水进入油层。
三、结构和原理
新型自控清蜡车基本结构为车载移运式。该产品型以北奔ND1257B44J二类汽车底盘为安装基 座，其上装有台板、车厢、柴油发电机组、燃烧机、车载特种锅炉、电机传动系统、陶瓷 柱塞泵、水箱、燃气储存装置、燃气减压处理装置、控制系统及水管路系统等专用部件。
1、工作原理
柴油发电机组通过联轴器驱动传动箱，传动箱分别驱动陶瓷柱塞泵及鼓风机工作。水有水箱通过吸入管路进入陶瓷柱塞泵，经加压后进入车载特种锅炉，水充满盘管后启动燃料供给系统，同时CNG燃料经减压处理后进入燃烧器，启动燃烧机。燃烧机进入自动点火程序。点火成功后，控制系统按设定压力/温度参数进行大小火切换及报警保护，从而将锅炉中的工作介质（清水）加热以形成高温高压的水蒸气进行作业。
2、整车工艺流程
图1 整车工艺流程图
3、主要技术参数
A、最大排量2 m3/h。
B、最高工作压力6MPa。
C、最高工作温度280℃。
图2车载自控清蜡系统整体布局图
四、应用效果
我们研发的自控清蜡车对节能减排、提高油井产量、改善油井清蜡作业条件，减轻劳动强度、减少作业费用等方面具有显著理想的效果，并且实现了精细化管理的目的，适应各种井况需要。尤其是在节能减排方面效果显著，相比传统节能达67%，减少碳排放量70%。能够用于清除油管和输油管中的结蜡、地面管线设备的解冻及稠油稀释等用途；也可作为活动热源，广泛用于加热其他介质及清洗设备，且无论大小排量洗井需求均可满足。通过在***厂的上井洗井作业，对本车的性能指标和技术要求进行了验证。该车型三缸陶瓷柱塞泵最大排量为2.5m3/h，借助控制系统的变频器改变电机转速，从而实现排量自由调节。此车自带的水箱可以提供设备连续运转4-10小时的水源，无需再单独配备罐车，减少了作业强度和设备投入，设计有效合理。蒸汽洗井过程中，井口上行/下行电流有明显降低，洗井效果较好。且在同等的热值下，成本节约50℅以上，大大降低了使用成本，有明显的经济效益。
该车目前已成功地应用现场，全年减少碳排放量241吨，少影响产量2660吨，创年效益1150万元。通过实践证明，该设备在大幅减少碳排放量、精细洗井、洗井适应范围、提高油井产量、改善油井清蜡作业条件，减轻劳动强度、减少作业费用等方面均具有显著效果，该设备的成功应用使**油田在绿色低碳发展上走在了集团公司前列。
【关键词】：油井 清蜡 自控 环保
一、研发背景
油井井筒清蜡是日常采油管理的重要工作，优化清蜡工艺，减少占产是目前采油管理，提升产能的重要挖潜措施。2014年以前，我们通常采用水泥车、撬装式自洗、加油基清蜡剂、电加热杆或空心杆等四种方式进行清蜡，上述四种方式存在着设备能源消耗大、二氧化碳排放量大、入井液多、清蜡不彻底、成本费用高等缺点。针对上述情况，我们通过开展科技活动，从人、机、物、料进行分析，找出问题，进行科技攻关，研制开发了新型CNG自控清蜡车。
目前国际绿色低碳发展竞争日趋激烈，国家层面的决心和政策力度不断加大，绿色低碳发展已成为企业面临的现实挑战；要加快调整结构，转变发展方式，推动产业升级，加大环保投入，采用先进的清洁生产技术和装备，努力提高企业本质环保水平，率先成为绿色低碳发展的世界一流企业。我们研制开发的自控清蜡车秉承这一理念，积极采用先进的清洁生产技术和装备，探索节能减排措施。自控清蜡车研制成功后最大的创新点就是采用了CNG燃料，天然气的主要成分依产地不同而有所差异，但其主要成分是甲烷（CH4，85%～98%）和少量的乙烷、丙烷、氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。无色、无味，燃烧充分，不留炭黑和杂质，燃烧时仅排放极微量一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳和水，二氧化硫排放几乎为零，其产生的温室气体大约是煤炭的1/2，石油的2/3，被公认为目前地球上最干净的能源之一，被誉为“绿色燃料”。而各种牌号的汽油和柴油，它们均属石油炼制的多碳烷烃、环烷烃和芳香烃类的混合物，分子量大，H/C值较小，导致燃烧不易安全，汽车排放的有害成分高，含铅汽油甚至会造成更严重的环境污染。
二、传统清蜡方式优缺点
传统清蜡工艺采取水泥车和罐车配合，注入930C热水大排量冲洗的方式。根据现场施工统计，2011年热洗井次532井次，每井次需热水30 m3：
A 施工时间：4小时/井次
B 柴油消耗量：19公升/小时
C 93度热水：30 m3/井次
D 热水消耗天然气量：11Nm3 / m3（温升810C）
年需柴油=532×4×19/1205/1000=33.55吨，标煤48.88吨，二氧化碳排放量103.87吨。
年需天然气=532×30×11=175560 Nm3，折合标煤212.43吨，二氧化碳排放量379.56吨
针对目前水泥车热洗高耗能、高污染，油井含水恢复周期长，占产高的事实。从2010年10月下旬，我们开始研发车载自控清蜡系统小排量蒸汽洗井工艺技术，一是达到节能减排的目标，二是完全满足化蜡所需的热量，三是阻止洗井水进入油层。
三、结构和原理
新型自控清蜡车基本结构为车载移运式。该产品型以北奔ND1257B44J二类汽车底盘为安装基 座，其上装有台板、车厢、柴油发电机组、燃烧机、车载特种锅炉、电机传动系统、陶瓷 柱塞泵、水箱、燃气储存装置、燃气减压处理装置、控制系统及水管路系统等专用部件。
1、工作原理
柴油发电机组通过联轴器驱动传动箱，传动箱分别驱动陶瓷柱塞泵及鼓风机工作。水有水箱通过吸入管路进入陶瓷柱塞泵，经加压后进入车载特种锅炉，水充满盘管后启动燃料供给系统，同时CNG燃料经减压处理后进入燃烧器，启动燃烧机。燃烧机进入自动点火程序。点火成功后，控制系统按设定压力/温度参数进行大小火切换及报警保护，从而将锅炉中的工作介质（清水）加热以形成高温高压的水蒸气进行作业。
2、整车工艺流程
图1 整车工艺流程图
3、主要技术参数
A、最大排量2 m3/h。
B、最高工作压力6MPa。
C、最高工作温度280℃。
图2车载自控清蜡系统整体布局图
四、应用效果
我们研发的自控清蜡车对节能减排、提高油井产量、改善油井清蜡作业条件，减轻劳动强度、减少作业费用等方面具有显著理想的效果，并且实现了精细化管理的目的，适应各种井况需要。尤其是在节能减排方面效果显著，相比传统节能达67%，减少碳排放量70%。能够用于清除油管和输油管中的结蜡、地面管线设备的解冻及稠油稀释等用途；也可作为活动热源，广泛用于加热其他介质及清洗设备，且无论大小排量洗井需求均可满足。通过在***厂的上井洗井作业，对本车的性能指标和技术要求进行了验证。该车型三缸陶瓷柱塞泵最大排量为2.5m3/h，借助控制系统的变频器改变电机转速，从而实现排量自由调节。此车自带的水箱可以提供设备连续运转4-10小时的水源，无需再单独配备罐车，减少了作业强度和设备投入，设计有效合理。蒸汽洗井过程中，井口上行/下行电流有明显降低，洗井效果较好。且在同等的热值下，成本节约50℅以上，大大降低了使用成本，有明显的经济效益。
该车目前已成功地应用现场，全年减少碳排放量241吨，少影响产量2660吨，创年效益1150万元。通过实践证明，该设备在大幅减少碳排放量、精细洗井、洗井适应范围、提高油井产量、改善油井清蜡作业条件，减轻劳动强度、减少作业费用等方面均具有显著效果，该设备的成功应用使**油田在绿色低碳发展上走在了集团公司前列。