一种抽油井无污染高温氮气清洗作业方法及装置与流程

本发明涉及一种清洗装置，尤其是涉及一种抽油井无污染高温氮气清洗作业方法及装置。

背景技术：

油井小修作业是油田维护生产、采取增产措施的核心手段。油管内外壁、抽油杆的清洗是最基础、最关键的一环；在油田开采中油管和抽油杆结蜡、结垢现象十分严重，使得油流通道逐渐变小，甚至堵死，导致油井产量降低乃至停产，在发生严重结蜡、结垢的情况下，由于油管内压力增大，还会加重井下抽油泵的负荷，缩短抽油泵的使用寿命，影响油井正常生产，因而油管和抽油杆清洗质量的好坏对后续工序产生重要的影响，进而影响到油管使用成本和施工作业的质量。清洗方式的选择直接影响油管的清洗效果、生产成本、修复质量、操作的安全。

目前，维护性小修作业过程的清洁作业技术发展比较缓慢，各油田常规小修作业方式区别不大，主要采取如下四种清洗方式：

1、水煮法：水煮法是传统的清洗方式，该方式是将从油井回收的油管在池内进行浸泡，加入充足的化学清洗剂，通过锅炉加热进行水煮，以清洗掉油管内外壁的油污和泥沙，该方式的优点是设备简单，容易操作，一次性投资少。但也存在一些缺点，主要表现为：（1）清洗剂采用强碱或者强酸和其它有机化学物质配制而成，对油管损害极大，造成油管内外壁防腐层大面积脱落，使油管失去良好的保护。和空气充分接触后，油管内外壁会形成更严重的腐蚀，最终导致油管报废；（2）环境污染严重。一方面清洗剂散发的气体会对人造成伤害；另一方面，清洗后清洗池里面的污水回收困难，会造成环境污染；（3）劳动强度大。清洗时，需要把油管从池子吊进吊出，如果油管数量大，工作量会成倍增加；（4）成本高。传统油管修复用重垢清洗剂清洗，价格昂贵，加上人工成本，造成修复成本过高。

2、中频加热法：中频加热法是最近几年新采用的清洗的技术，采用变频器调整电源频率，对待修复油管进行瞬间加热，使待修复油管内外表面的油污和结蜡全面融化，然后用刮油装置将管内、外融化的油污和结蜡基本去除，再通过钢丝刷装置边旋转边清洗，最后用具有一定压力的水流将待修复油管内、外壁残留物冲洗干净。该方式的缺点是：（1）加热时，油污等杂物产生的油烟废气大，污染严重，对人和环境造成影响；（2）容易发生火灾；（3）加热的温度不容易确定，温度太高会对油管本体金相组织产生破坏，温度太低起不到加热的作用。

3、高压水冲洗：高压水冲洗是一门新兴的清洗技术，用高压柱塞泵和喷嘴产生高速水射流，强大的冲击力直接冲刷油管内壁结垢物，使垢物脱落，达到清洗目的。该方式的缺点是：（1）在清洗时产生的压力很大，会对操作工人形成很大的危险；（2）喷嘴为易损件，需要经常更换，工作效率低；（3）用水量极大，造成极大的能源消耗。

4、直燃加热油管水清洗：利用燃烧天然气作为热源，热水内部循环，整个装置实现油管一站式清洗，最后通过输出系统将油管送出。该清洗方式的缺点是：一旦装置内部机械传动部分出现故障，维修时间较长；

上述常规机械清蜡除垢方法不仅效果欠佳，而且影响油井产量，化学清蜡成本较高，热载体清洗成本过高，热效率低，使用的洗井液多，开井排水周期在三天以上，而且对敏感性油层会造成伤害，总之传统清洗方式均有设备多，能耗高，效率低，排放污染大，作业难度大，及后续清理工作繁重的弊端。

此外，在进行清蜡过程中，大量的原油随抽油杆柱带出井口，原油落地后，造成污染自然环境、浪费资源，当前在井场上清洗油管或抽油杆时通常会在地面铺设防渗透材料、修筑防油水外溢围堰，在施工区域内设置导油沟、回收池等防护措施，这些常规的防护措施不能从根本上解决作业过程油水不落地的问题，由此产生的油土、塑料布等污染问题非常突出，给施工甲乙双方造成经济负担和环保风险。

公布号为cn103821470a的专利申请公开了一种油井注热氮气洗井工艺方法，具体公开了：由制氮车组产生连续不断的高压氮气经氮气加热装置加热达到所需温度后，热氮气通过连接管汇和井口装置注入井下进行洗井作业，达到清蜡、清垢、解堵或稠油降粘、助排、提高油井产量的目的，然而该申请存在的不足是：（1）只通过注入高温氮气只能使得油蜡等污垢融化，而无法将融化后的污物冲洗掉或携带出来，污物顺管壁滑落导致除污不彻底；（2）该申请将氮气注入套管中，只能对油管外壁油污起到直接的高温融化，油管内壁和抽油杆上的油污无法清除，尤其油管内壁中氮气处于向上运行状态，更不利于污垢排出；（3）该申请将制氮车组和氮气加热装置布局在油井井场上，公知的，制氮车组罐体组件较多、体积较大且沉重，难以搬运。

公布号为cn107420068a的专利申请公开了一种高温氮气清蜡装置及清蜡工艺，具体公开了：氮气加热设备通过高温高压氮气管线与洗井作业的油井套管入口相连，……高温氮气自连续油管流出，经过油管结蜡点，蜡质融化而被高温氮气带出油井，完成正注清蜡作业过程，然而该申请存在的不足是：（1）只通过氮气将融化后的油蜡等污垢带出油井，无法保证油蜡等污垢的完全排出，且排出的废气夹杂油蜡等物质污染环境，无废气回收装置；（2）该申请将氮气注入套管中，只能对油管外壁油污起到直接的高温融化，油管内壁和抽油杆上的油污无法清除，尤其油管内壁中氮气处于向上运行状态，更不利于污垢排出；（3）所需用的氮气温度要求较高，且高温氮气在注入及返回途径中热量损失较大，需要耗费较大能源以保证能够融化油蜡和携带油蜡的排出，针对厚质油蜡无法彻底清除导致清洗效果不佳；（4）该申请中制氮增压设备和氮气加热设备组件较多、体积较大且沉重，难以搬运。

公布号为cn105114035b的专利申请公开了一种修井作业油管、抽油杆在线清洗工艺，具体公开了：先用20方清水进行压井，……蒸汽热源装置将水加热到80°c-90°c后以每小时1m³-2m³的流量向抽油杆清洗器供水，抽油杆外壁所结的蜡及污油随着水流流至筛管处随井内溢流返回至井口，由泵抽至环保箱完成对抽油杆的清洗，同理完成通过热水实现对油管外壁的清洗，然而该申请存在的不足是：（1）该申请采用热水方式清洗耗费大量用水，资源浪费，且在清洗过程中造成向井内注入大量水，使得抽油机作业时需先将清洗所注入的大量水抽出，造成抽油机作业无用功的浪费；（2）温度为80°c-90°c热水由于温度较低，无法彻底将油蜡融化而清洗干净；（3）该申请只能实现抽油杆和油管外壁的清洗，无法对油管内壁实现清洗。

目前石油修井过程中还存在一些问题，如下：

1、目前在清洗过程使用的装置功能单一，使用目前的清洗装置清洗后清洗效果不佳，还没有一种抽油杆、油管内壁、油管外壁均可清洗的设备，为了石油生产工作的有效进行，有必要提出一种新型的修井过程中的清洗设备。

2、在进行抽油机井检泵作业和清洁过程时，将抽油杆拉出大量的原油随抽油杆柱带出井口，原油资源大量浪费，有损经济效益。

3、现有技术中，油井上修前需要用清水压井，不能及时上修，降低了工作效率，同时压井液还有可能对油层造成污染，影响上修后的油井正常出油。

4、由于目前油井上修需要清水压井，在上修后，油井开抽时，最开始抽出的液体都是之前注入的水，需要花费大量的时间抽出，且均为无用功，造成资源浪费。

5、目前使用高温清蜡车进行抽油杆清蜡时，清蜡后的场地都会被污染，现有预防方法是：在地表铺设防渗布或挖溢流沟，这种方式不仅效果有限，还容易造成二次污染，对地面进行清蜡工作，施工时间较长，同时需要清蜡车长时间工作，非常耗能，不利于环保。

6、现有技术在进行抽油杆和油管清洗时，需要将抽油杆从地下取出，逐一清洗，清洗过后再继续工作，过程中大量热能消耗，同时抽油杆在清洗过程中，不能进行工作，使得抽油工作不具有连续性。

7、目前在进行抽油机井检泵作业以及清洁作业的过程中，抽油井中长含有大量的硫化氢以及其他气体，在进行检修与清洁作用时存在着火、爆炸等安全隐患，施工过程存在很大的安全问题，同时通过在检修与清洁过程中大量的硫化氢气体外露，会对环境造成污染，不符合当今的绿色环保理念。

8、目前在清蜡过程中，使用的清蜡车以及各种用具，清洁过程中使用的防渗布、常规作业井施工后的井场清理、油土回收和处理等都需要经济支出，经济投入非常大，不利于提高经济效益。

综上所述，目前油田修井作业，现场施工过程中还存在很多问题，使得资源浪费，为解决上述问题，并提高油田修井作业的工作效率与经济效益，有必要提出一种新型的应用于油田修井作业的装置。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种抽油井无污染高温氮气清洗作业方法及装置，本发明的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，以高压水喷射、高温氮气喷射、密闭连续清洗技术、清洗液回收技术为核心，通过高温氮气对油蜡进行热融化以及高压水力喷射的高温水蒸气实现对油蜡的冲洗，最终实现抽油杆、油管内壁和油管外壁的密闭清洗，清洗液可完全回收，原油零浪费；本发明的抽油井无污染高温氮气清洗装置是集泵车、高温清蜡车、水罐车的功能为一体的多功能专用装备，为高压水力喷射、高温蒸汽密闭连续清洗抽油杆、油管内壁和油管外壁提供动力源，本发明的清洗装置采用科学有效的工艺措施，减少了施工中配套设备的使用，缩短了油井不正常生产的时间，避免了压井液对油层的污染，提高了工作效率，节能环保、操作方便、安全可靠，改善了工人的工作条件和环境，实现了无污染修井作业。

实现本发明的技术方案如下：

一种抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，制氮机产生的高温氮气与高压喷射水或蒸汽机制得的水蒸气按比例混合形成高温氮气与水蒸气混合气体并加压后，通过集抽油杆密闭清洗装置、油管内壁清洗装置、油管外壁清洗装置、制氮间、操作间及发电机组间于一体的箱体集成式抽油井无污染高温氮气清洗装置分别对抽油杆、油管内壁和油管外壁进行无污染、密闭连续清洗作业，清洗后的废气液即油水混合物经过液气分离器，废水流入正负压回收罐内进行收集，油液流入井口大四通处与原油输出管道汇合，获取清洗液的完全回和原油零浪费。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，高压喷射水或水蒸气的添加量为4%-10%。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，高压喷射水或水蒸气的添加量为5%。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，高温氮气与水蒸气混合气体加压至2mpa-7mpa。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，高温氮气温度为140°c-160°c。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，氮气纯度为95%-98%。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，氮气纯度为97%。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，包括如下步骤：

s1：将抽油井无污染高温氮气清洗装置集装箱放置在运输设备上拖运到油井井场；

s2：启动抽油井无污染高温氮气清洗装置中的制氮机组，制得温度为140°c-160°c的高温氮气，氮气的纯度为95%-98%；

s3：将高压水喷射至高温氮气管路中使得水瞬时汽化，形成高温氮气与水蒸气混合气体或直接将通过蒸汽机制得的水蒸气与高温氮气相汇合，将混合气体加压至2mpa-7mpa，通过三通阀获取高温氮气与水蒸气的汇合与输出，最终形成高温氮气与水蒸气混合气体，其中水蒸气含量为4%-10%；

s4：清洗作业：

a:抽油杆清洗，将抽油杆密闭清洗装置安装在井口处，高温氮气与水蒸气混合气体通过抽油杆密闭清洗装置内的喷射孔喷出对抽油杆进行密闭清洗作业；

b:油管外壁清洗，将油管外壁清洗装置安装在井口防喷器上，高温氮气与水蒸气混合气体通过油管外壁清洗装置内的喷射孔喷出对油管外壁进行密闭清洗作业；

c:油管内壁清洗：将油管内壁清洗装置与井口清蜡阀门或生产阀门相连接，高温氮气与水蒸气混合气体通过油管内壁清洗装置内的喷射孔喷出对油管内壁进行密闭清洗作业。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法的装置，所述的抽油井无污染高温氮气清洗装置包括箱体，所述箱体内部被分隔为制氮间、操作间和发电机组间，在所述制氮间内设有制氮设备，在所述发电机组间内分别设有蒸汽机、空气压缩机、发电机、水箱、水泵，所述发电机为制氮设备、蒸汽机、空气压缩机和水泵提供电力支持，所述制氮设备和蒸汽机分别连接管线并通过三通阀相连汇总后再由外接管线排出，在所述操作间内设有控制氮设备、蒸汽机、空气压缩机、发电机和水泵运行的总控操作台。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法的装置，所述的油管内壁清洗装置由管体、活动密封阀、中心管、接入口和排出口组成，在所述管体上部一侧设有接入口，在所述管体下部一侧设有排出口，在所述管体上的接入口25和排出口上均设有阀门，在所述管体上部设有活动密封阀，在所述管体下端外壁上设有连接外螺纹，在所述管体内部设有向下延伸的中心管，在所述的中心管外壁上间隔有序设有数个喷射孔，所述的中心管可以不断拼接延长以满足井下深度需求；

所述的抽油杆密闭清洗装置由小柱体、喷射孔和气管接口组成，在所述小柱体上端设有贯通的接口，在所述小柱体外侧壁上设有气管接口，在所述小柱体内壁上间隔有序设有数个喷射孔；

所述的油管外壁清洗装置由大柱体、喷射孔和气管接口组成，在所述大柱体上下两端分别设有连接法兰，在所述大柱体上端表面设有通口，在所述大柱体外侧壁设有气管接口，在所述大柱体内壁上间隔有序设有数个喷射孔。

本发明的有益效果是，本发明的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，以高压水喷射、高温氮气喷射、密闭连续清洗技术、清洗液回收技术为核心，通过高温氮气对油蜡进行热融化以及高压水力喷射的高温水蒸气实现对油蜡的冲洗，最终实现抽油杆、油管内壁和油管外壁的密闭在线清洗，清洗液可完全回收。

本发明的抽油井无污染高温氮气清洗装置是集泵车、高温清蜡车、水罐车的功能为一体的多功能专用装备，为高压水力喷射、高温蒸汽密闭连续清洗抽油杆、油管内壁和油管外壁提供动力源，本发明的清洗装置采用科学有效的工艺措施，减少了施工中配套设备的使用，缩短了油井不正常生产的时间，避免了压井液对油层的污染，提高了工作效率，节能环保、操作方便、安全可靠，改善了工人的工作条件和环境，实现了无污染修井作业。

本发明的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法及抽油井无污染高温氮气清洗装置与常规修井作业工艺相比，具有以下优点：

1.实现了无污染作业施工，管道清洗液、井口返出液回收率可达到100%；在针对抽油杆和油管外壁清洗时，通过抽油杆密闭清洗装置和油管外壁清洗装置，高温氮气和水蒸气的混合气体分别沿抽油杆与油管、油管与套管的环形空间向下流动，通过高温氮气将抽油杆和油管外壁上的油污热融化，再通过混合气体中一定比例的水蒸气将油污冲洗下来；在针对油管内壁清洗时，通过油管内壁清洗装置将油管内壁油污热融化并冲洗后通过负压废液回收装置将废液回收至负压回收罐内，再通过油井进站管汇输出，保证井内流体通过中转进入油井指定管网，整个过程在井下完成，实现了地面作业无污染施工，井口返出液回收率可达到100%；

2.本发明的高温高压氮气和水蒸气的混合气体入井时蒸汽温度高，压力大，用水量小且清洗效果好，通过高温氮气提高水蒸气温度，同时通过添加水蒸气可实现对油污的冲洗和携裹，清洗效果更彻底，克服传统单独只用氮气清洗导致污垢无法冲洗排出的缺陷；

3.本发明的作业方法，油井上修前不用清水压井，只需将抽油杆密闭清洗装置、油管外壁清洗装置和油管内壁清洗装置依次安装在井口即可，保证了及时上修，提高了工作效率，避免了传统压井向井下注入压井液造成对油层的污染；

4.油井修完开抽后，缩短了含水不正常生产时间，即避免传统采用压井工艺导致抽油机作业时需先将先前压井注入的大量水抽出造成抽油机作业出现无用功的问题，提高作业效率；

5.清洗后的废气液即油水混合物通过环空反向经由井口处大四通排出，废气液即油水混合物经过液气分离器，废水流入正负压回收罐内进行收集，油液流入井口大四通处与原油输出管道汇合，实现清洗后的原油完全回收，零浪费。

6.高压水力喷射、高温蒸汽密闭连续清洗取代了高温清蜡车的地面清蜡，同时缩短了施工时间、减少能耗；

7.本发明的特殊油管内壁清洗装置所具有的配套喷射器设备，实现对油管内壁高速高效清洗，克服传统大多数修井作业只能清洗抽油杆或油管外壁的缺陷，弥补当前修井作业的不足；

8.本发明的井下作业工具：抽油杆密闭清洗装置、油管外壁清洗装置和油管内壁清洗装置具有防垢、耐腐蚀、安全可靠的特点；

9.本发明可实现对抽油杆、油管外壁及油管内壁的密闭连续清洗，减少了热能损失，保障了作业连续性；

10.本发明的高温氮气与水蒸气混合气体溶解硫化氢效果好，避免爆炸，保证了作业施工的安全；

11.本发明的作业方法采用高温氮气加少量水的模式，绿色环保且节能。

12.本发明的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法及抽油井无污染高温氮气清洗装置还具有极大的经济效益和市场价值：

（1）本装置在清洗的过程中属于密闭进行，密闭清洗可以减少清洗过程过程中防渗布的经济投入，传统常规清蜡作业中，作业时每口井使用防渗布单井只用1次，采用本发明所述的装置进行清蜡时每口井使用防渗布可重复使用2至3次，降低了防渗布的经济支出，避免了在传统的施工过程中将抽油杆拉出清洗时，拉出的过程中会有大量的原油随抽油杆柱带出井口，原油资源大量浪费，造成经济效益的损失；

（2）进行清蜡工作时，含蜡残液流入收集罐内最后泄入到泄油池，不会有残余液体落地污染环境，本装置在进行作业时，起出来的油杆和油管在第一时间在井口范围内得到清洗，残液排入井内，外部基本不产生油土，原油基本没有损失，有效的避免了传统作业中，原油损失量大、原油污染土壤、破坏环境的问题，常规2000米井深的作业清检作业，单井施工后产生油土1～1.5吨左右，损失原油0.5～1.5吨左右，相对于传统技术，本发明所述的装置更具环保意义和经济效益；

（3）常规的清蜡车本身的售价、每年的洗炉费用、每年更换炉管的费用总计远远高于本发明所述的集成化箱体式抽油井无污染高温氮气清洗装置的费用，使用本发明有利于降低成本，更具经济效益，传统作业需要油管杆倒运蒸煮，锅炉车刺洗的过程，操作繁琐，相应的产生一定的费用，使用本发明所述的装置起管柱无需提前压井和洗井，清洗完油管、杆无需二次倒运油管厂蒸煮，减少经济支出；

（4）本发明所述的装置在进行清检作业时具有高效性，传统的高温车在进行常规1500米泵挂清检作业清蜡时，单井施工冬季平均6～8小时，夏季4～6小时，而使用本发明所述的装置可直接完成清蜡工作，工作效率与效果极好；

（5）常规的清洗工作在没有特殊情况影响常规清检作业3天内完井，本发明所述的装置在进行清洗工作时占井2.5天完井，比常规作业多4～8小时，能够使油井尽快恢复正常的工作状态，更早的为石油企业创造经济效益；

（6）常规作业井施工后的井场清理需要专业队伍，使用本发明所述的装置进行清蜡工作后，井场仅需要进行简单清理即可达标，投入费用远远少于常规作业施工后的，具有极大的经济效益。

13.本发明通过在箱体上表面设置管路卡槽和管路卡放件，可实现在清蜡等作业过程需要使用的管路进行卡放，避免在传统作业过程中，需要使用单独的或者进行管路的运输，管路卡放件能够实现在运输过程中管路的固定放置，避免运输过程汇总管路掉落、丢失等情况发生；

通过设置设置存储腔以及在存储腔内设置隔板，可实现操作台的放置，在对操作台发布执行命令式更加方便、快捷。

通过设置卡放底板、车轮、支撑杆，可实现整个箱体的支撑，运送箱体的车在将箱体卸载至卡放底板后，运送的车即可离开井场，进行其他运输工作，提高工作效率。通过在卡位地板上设置与箱体的插杆相配应的插槽，能够实现箱体在卡放底板上面的固定支撑，避免箱体移动，影响工作的进行。

通过设置半环形板，可使得工作人员能够将箱体上部的管路轻松方便的转移至地面方便操作，也可方便管路的回收搬运。

本发明结构设计合理，构思巧妙新颖，通能够对抽油杆彻底清洁的操作，清洗效果好，清洗速度快，完全实现自动化，密封进行，有效的解决了抽油管柱无泄油器、泄油器不能正常打开、结蜡严重堵塞有管柱的现象，消除了安全隐患，降低了工人的劳动强度。避免传统清洗过程中水花四溅，水资源的浪费，原油迸溅，产生油土，污染环境等问题，通过使用本发明定期对油井进行清蜡，能够有效降低油井泵检率，提高油井利用率，真正做到节能减耗，绿色环保，本发明工作效率高，实用性强，经济投入低，易于大规模推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的箱体内部结构示意图。

图3是本发明的箱体结构示意图。

图4是本发明的卡放底板结构示意图。

图5是本发明的油管内壁清洗装置结构示意图。

图6是本发明的抽油杆清洗装置结构示意图。

图7是本发明的油管外壁清洗装置结构示意图。

图8是本发明的管路搬运结构示意图。

图9是本发明的工艺原理图。

图10是本发明的起油管工艺简图。

图11是本发明的起油杆工艺简图。

图中:1.管路卡槽，2.管路卡放件，3.箱体，4.车轮，5.卡放底板，6.牵引连接头，7.放置槽，8.限位压板，9.凹槽，10.固定杆，11.扩径螺帽，12.扩径卡头，13.螺纹孔，14.调节螺杆，15.门，16.存储腔，17.存储腔门，18.隔板，19.插孔，20.插杆，21.插槽，22.卡放槽，23.支撑杆，24.油管内壁清洗装置，25.接入口，26.阀门，27.活动密封阀，28.管体，29.排出口，30.连接外螺纹，31.中心管，32.接口，33.抽油杆密闭清洗装置，34.小柱体，35.喷射孔，36.气管接口，37.连接法兰，38.通口，39.油管外壁清洗装置，40.大柱体，41.立杆，42.穿孔，43.半环形板，44.半环形凹槽。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

一种抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，制氮机产生的高温氮气与高压喷射水或蒸汽机制得的水蒸气按比例混合形成高温氮气与水蒸气混合气体并加压后，通过集抽油杆密闭清洗装置33、油管内壁清洗装置24、油管外壁清洗装置39、制氮间、操作间及发电机组间于一体的箱体集成式抽油井无污染高温氮气清洗装置分别对抽油杆、油管内壁和油管外壁进行无污染、密闭连续清洗作业，清洗后的废气液即油水混合物经过液气分离器，废水流入正负压回收罐内进行收集，油液流入井口大四通处与原油输出管道汇合，获取清洗液的完全回和原油零浪费。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，高压喷射水的添加量为4%-10%。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，高压喷射水的添加量为5%。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，高温氮气与水蒸气混合气体加压至2mpa-7mpa。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，高温氮气温度为140°c-160°c。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，氮气纯度为95%-98%。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，氮气纯度为97%。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，包括如下步骤：

s1：将抽油井无污染高温氮气清洗装置集装箱放置在运输设备上拖运到油井井场；

s2：启动抽油井无污染高温氮气清洗装置中的制氮机组，制得温度为140°c-160°c的高温氮气，氮气的纯度为95%-98%；

s3：将高压水喷射至高温氮气管路中使得水瞬时汽化，形成高温氮气与水蒸气混合气体或直接将通过蒸汽机制得的水蒸气与高温氮气相汇合，将混合气体加压至2mpa-7mpa，通过三通阀获取高温氮气与水蒸气的汇合与输出，最终形成高温氮气与水蒸气混合气体，其中水蒸气含量为4%-10%；

s4：清洗作业：

a:抽油杆清洗，将抽油杆密闭清洗装置33安装在井口处，高温氮气与水蒸气混合气体通过抽油杆密闭清洗装置33内的喷射孔35喷出对抽油杆进行密闭清洗作业；

b:油管外壁清洗，将油管外壁清洗装置39安装在井口防喷器上，高温氮气与水蒸气混合气体通过油管外壁清洗装置39内的喷射孔35喷出对油管外壁进行密闭清洗作业；

c:油管内壁清洗：将油管内壁清洗装置24与井口清蜡阀门或生产阀门相连接，高温氮气与水蒸气混合气体通过油管内壁清洗装置24内的喷射孔35喷出对油管内壁进行密闭清洗作业。

结合附图1-7所述的抽油井无污染高温氮气清洗装置，包括箱体3，所述箱体3内部被分隔为制氮间、操作间和发电机组间，在所述制氮间内设有制氮设备，在所述发电机组间内分别设有蒸汽机、空气压缩机、发电机、水箱、水泵，所述发电机为制氮设备、蒸汽机、空气压缩机和水泵提供电力支持，所述制氮设备和蒸汽机分别连接管线并通过三通阀相连汇总后再由外接管线排出，进一步的，为了便于现场的管线连接，在所述箱体3外侧壁上设有外接管线，所述外接管线与所述制氮设备和蒸汽机的管线连接汇总的三通阀相连，在所述外接管线外表面上设有岩棉材质的隔热层，在所述外接管线下端接口处设有阀门，在箱体3外侧壁上制氮间对应位置处设有空气进入口，在箱体3外侧壁上发电机组间对应位置处设有散热口，在所述操作间内设有控制氮设备、蒸汽机、空气压缩机、发电机和水泵运行的总控操作台。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，所述的油管内壁清洗装置24由管体28、活动密封阀27、中心管31、接入口25和排出口29组成，在所述管体28上部一侧设有接入口25，在所述管体28下部一侧设有排出口29，在所述管体28上的接入口25和排出口29上均设有阀门26，在所述管体28上部设有活动密封阀27，在所述管体28下端外壁上设有连接外螺纹30，在所述管体28内部设有向下延伸的中心管31，在所述的中心管31外壁上间隔有序设有数个喷射孔35，所述的中心管31可以不断拼接延长以满足井下深度需求；

所述的抽油杆密闭清洗装置33由小柱体34、喷射孔35和气管接口36组成，在所述小柱体34上端设有贯通的接口32，在所述小柱体34外侧壁上设有气管接口36，在所述小柱体34内壁上间隔有序设有数个喷射孔35；

所述的油管外壁清洗装置39由大柱体40、喷射孔35和气管接口36组成，在所述大柱体39上下两端分别设有连接法兰37，在所述大柱体39上端表面设有通口38，在所述大柱体39外侧壁设有气管接口36，在所述大柱体39内壁上间隔有序设有数个喷射孔35；

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业装置，在所述箱体3上部设有数个管路卡槽1，在所述箱体3下部设有卡放底板5，在所述卡放底板5上表面上设有与所述箱体3相适配的卡放槽22，在所述箱体3下表面两侧间隔有序设有数个相对应的插杆20，在所述数个插杆20上均设有插孔19，在所述卡放底板5上的卡放槽22内底面两侧分别设有与所述箱体3下表面两侧的插杆20相对应的插槽21，所述箱体3卡放入卡放底板5上的卡放槽22内并通过箱体3下部的插杆20插入卡放槽22上的插槽21内，在所述箱体3下表面两侧的相对应的插杆20上的插孔19内设有固定杆10，在所述固定杆10的一端设有扩径卡头12，在所述固定杆10的另一端设有与所述固定杆10螺纹连接的扩径螺帽11；

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业装置，在所述箱体3外侧壁上设有与所述操作间相对应的内凹式的存储腔16，所述内凹式的存储腔16在操作间内部形成操作台，所述存储腔16内部由数个隔板18分隔为数个存储槽，在所述数个存储槽内分别存放有油管内壁清洗装置24、抽油杆密闭清洗装置33和油管外壁清洗装置39，在所述存储腔16上设有存储腔门17。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业装置，在所述箱体3上部设有放置槽7，在所述放置槽7内间隔有序设有数个管路卡槽1，所述的数个管路卡槽1两端均为封口式结构，在所述放置槽7外侧壁两侧间隔有序设有数个相对应的螺纹孔13，在所述放置槽7上部设有与所述放置槽7宽度相适配的限位压板8，所述限位压板8的两侧分别处于放置槽7外侧壁外部，在所述限位压板8两侧壁外侧分别设有与所述放置槽7外侧壁上的螺纹孔13相适配的调节螺杆14，在所述限位压板8下表面上间隔有序设有与所述放置槽7上的数个管路卡槽1相对应的凹槽9，进一步的为了便于进行管路的卡放与拿取，在所述箱体3一侧设有扶梯，为了实现警示提醒在所述箱体3上部一侧设有警示灯，所述警示灯通过箱体3内部的发电机进行供电。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业装置，在所述卡放底板5下部设有车轮4，在所述卡放底板5前端设有牵引连接头6，在所述卡放底板5下表面两侧间隔有序设有数个支撑杆23，进一步的所述支撑杆23为可拆卸结构。

所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业装置，在所述箱体3上表面尾部两侧分别设有立杆41，在所述卡放底板5上表面两侧分别设有半环形凹槽44，在所述半环形凹槽44内设有半环形板43，在所述半环形板43前端设有与所述箱体3上表面尾部两侧的立杆41相适配的穿孔42。

实施本发明所述的抽油井无污染高温氮气清洗作业装置，安装箱体3进行运输时，通过起吊设备将箱体3放置在卡放底板5上的卡放槽22内并将箱体3下部的插杆20插入卡放槽22上的插槽21内，箱体3卡放完毕后将固定杆10的一端经由箱体3下部一侧插杆20上的插孔19插入箱体3下部另一侧相对应的插杆20上的插孔19内，并将固定杆10的一端通过扩径螺帽11进行限位，利用固定杆10可实现对箱体3的限位，运输时只需将卡放底板5前侧的牵引连接头6连接上车头即可通过卡头带动卡放底板5上的车轮4进行运输移动；

将本装置移动至作业场地后，将支撑杆23支撑在卡放底板5下部实现对本装置的支撑保护，工作人员通过扶梯攀爬至箱体3上部，有他人协助先将卡放底板5两侧半环形凹槽44内的半环形板43取出，利用半环形板43前端的穿孔42使其前端套挂在箱体3上表面两侧的立杆41上，半环形板43上端通过立杆41进行固定后形成倾斜的滑道，箱体3上部的工作人员通过旋钮限位压板8两侧的调节螺杆14使得调节螺杆14从放置槽7两侧的螺纹孔13内转出，将限位压板8从放置槽7上取下后，工作人员可将放置槽7上的数个管路卡槽1内取出油管清洗所需的管路，取出的管路一端放置在经由半环形板43形成的滑道前部，缓缓推动管路即可将管路沿半环形板43形成的滑道滑动至地面上，管路取下后将管路的一端连接箱体3上的汇总接口，再将箱体3一侧的存储腔门17打开，在存储腔16内取出油管内壁清洗装置24、抽油杆密闭清洗装置33和油管外壁清洗装置39并安装在井口，将管路分别与之连接进行安装清洗作业；

针对抽油杆密闭清洗装置33的安装及抽油杆的密闭清洗，结合附图11所述的本发明的起油杆工艺简图：先拆卸井口上的光杆和防喷阀门，套装抽油杆密闭清洗装置33，抽油杆密闭清洗装置33的连接采用5000psi*395法兰，上部为250卡瓦连接，将箱体3外壁上的高温氮气与水蒸气混合气体外接管线通过数根外表面设有硅酸铝保温涂层的保温连接管线与抽油杆密闭清洗装置33的小柱体34外侧壁上的气管接口36相连接，通过小柱体34内壁上间隔有序设置的数个喷射孔35喷射出高温氮气与水蒸气混合气体对抽油杆进行密闭清洗，观察清洗效果，调整清洗压力，达到最佳效果，即达到再下井的标准；清洗后的废气液即油水混合物通过环空反向经由井口处大四通排出，由附图9所述的本发明工艺原理图所示，废气液即油水混合物经过液气分离器，废水流入正负压回收罐内进行收集，油液流入井口大四通处与原油输出管道汇合，实现清洗后的原油完全回收，零浪费。

针对油管内壁、外壁的密闭清洗以及油管外壁清洗装置39的安装和油管内壁清洗装置24的安装，结合图10所述的本发明起油管工艺简图：首先，油管外壁清洗装置39的安装清洗，油管外壁清洗装置39通过5000psi*395法兰安装在井口防喷器上，将箱体3外壁上的高温氮气与水蒸气混合气体外接管线通过数根外表面设有硅酸铝保温涂层的保温连接管线与油管外壁清洗装置39的大柱体39外侧壁上的气管接口36相连接，开始起油管，在起油管时，通过大柱体39内壁上间隔有序设置的数个喷射孔35喷射出高温氮气与水蒸气混合气体对油管外壁进行密闭清洗，观察清洗效果，调整清洗压力，达到最佳效果，即达到再下井的标准；清洗后的废气液即油水混合物通过环空反向经由井口处大四通排出，由附图9所述的本发明工艺原理图所示，废气液即油水混合物经过液气分离器，废水流入正负压回收罐内进行收集，油液流入井口大四通处与原油输出管道汇合，实现清洗后的原油完全回收，零浪费。

针对油管内壁清洗装置24的安装清洗，结合图10所述的本发明起油管工艺简图：抽油杆起完后，卸掉抽油杆密闭清洗装置33（包含井口安装工具及井内筛管），安装油管防喷器，（只限于泄油器打开的油井），自井口清蜡阀门或生产阀门处连接油管内壁清洗装置24，油管内壁清洗装置24连接方式为5000psi*395法兰，将箱体3外壁上的高温氮气与水蒸气混合气体外接管线通过数根外表面设有硅酸铝保温涂层的保温连接管线与油管内壁清洗装置24的接入口25相连接，再将回收管路的一端连接至油管内壁清洗装置24上的排出口29上，回收管路的另一端连接正负压回收罐，高温氮气与水蒸气混合气体通过管路流入油管内壁清洗装置24的管体28内部的中心管31内，通过中心管31上间隔设置的数个喷射孔35实现对油管内壁的清洗，清洗后的废液通过中心管31与油管之间的间隙流经油管内壁清洗装置24上的排出口29通过回收管路流入负压回收罐内；针对泄油器未打开或未下泄油器油井，先将油管堵塞器插入油管接箍内，然后将蒸汽回收一体管插入油管内100-200m，此时负压回收装置启动，将油管内油水混合物瞬间吸入负压罐内，大约10秒左右提出管线，进行正常起管作业。每起10-20根油管重复以上动作操作，从而保证起管作业过程中油管内无油污溢出；

在清洗作业过程中或结束后，输油泵会根据暂存罐内存液量自动开启，将缓存罐内的油水混合物通过油井进站管汇输出。从而保证井内流体通过中转进入油井指定管网。

本发明的负压废液回收装置，包含正负压回收罐，以真空负压原理，将负压罐内真空度达到-0.09mpa从而将废液瞬间吸收到罐内暂存；整机总功率7.5kw，整机尺寸2m×2.2m×2m，工作压力：-0.02—-0.09mpa，排量值为：30-100m³/h，负压罐容量2.5立方米。

本发明的蒸汽机，设备型号为森达鑫ryzq130（cz-ryzq130），工作压力2-6mpa，蒸汽温度130℃-170℃，蒸汽量1t/h；给水泵工作压力6mpa，排量为1.5m³/h；流量q12.6-39.6m³/h，采用“瞬时汽化”技术，无锅炉设计原理，内置进口水泵，emf-电磁感应燃烧系统，具有傻瓜电控、即热式、模块化设计等特点，整机无外接电源，可移动服务，持续放气可达30公斤，以压力大、气量足而著称，远超国外进口同类机型，是工业重油污清洗和严寒天气解冻的利器。

本发明的空气压缩机，工作压力：1—25mpa，排量：1-10m³/min。

本发明的制氮机，整机总功率25kw，工作压力：1mpa，流量：1-10m³/min，纯度：95%-98%。

本发明的柴油发电机组，功率200kw。

本发明的蒸汽管线耐压15mpa，耐热185℃，蒸汽管线长度40m。

本发明的蒸汽机、给水泵有两种电源，蒸汽机可根据实际需求，选装燃油或用电两种能源的蒸汽机,水泵的供水量和供水压力及蒸汽机供气量全部自动控制。箱体上配有水箱，以满足蒸汽机用水和泵的工程用水；负压罐负责回收清洗液、井口返出液。

本发明的抽油井无污染高温氮气清洗作业装置技术说明：

1.本发明的抽油井无污染高温氮气清洗作业装置适用于井深≤3000m的油井；

2.适用工作环境温度为-40℃—＋40℃之间；

3.完全应用本发明的抽油井无污染高温氮气清洗作业技术，油井必须应用特殊功能的泄油器；

4.井口装置：高度＜450mm,重量＜40kg。

本发明的抽油井无污染高温氮气清洗作业方法，制得高温氮气为140°c-160°c，根据实际油田开采现场情况，高温氮气与水蒸气混合气体向井下注入过程中温度呈梯度递减，根据温度降低的规律设计高温氮气为140°c-160°c，以满足混合气体在最深作业深度时水蒸气不液化，同时，当高温氮气温度过高，即高于160°c时会使得井下设备零部件受损致漏，当高温氮气温度过低，即低于140°c时导致混合气体温度衰减至100°c以下，无法完成冲洗油污作业。

本发明的制氮设备制得的氮气的纯度为95%-98%，若氮气的纯度过低，则含混杂气体，易爆炸，尤其针对油气等易燃易爆物质，存在较大安全风险；若氮气的纯度过高则生产成本过高，且效益不大；

本发明的高温氮气与水蒸气混合气体中水蒸气的含量为4%-10%，若水蒸气含量过少则导致冲洗能力差，无法冲掉油垢，若水蒸气含量过高则导致混合气体温度降低，导热性变差，热效率降低，不能很好融化油垢。

本发明的高温氮气与水蒸气混合气体加压至2mpa-7mpa，针对稠油或油蜡等采用较高压力，但压力不可过高，避免对井下密封机构如胶皮等材质机构带来损害和影响。

本发明的油管内壁清洗装置24、抽油杆密闭清洗装置33和油管外壁清洗装置39分别与油管内壁之间、抽油杆之间和油管外壁之间的间隙为2.5-3.5mm，最佳间隙为3mm，此时喷射力最佳，冲洗效果最佳，如间隙过大则导致清洗喷射力不足，清洗效果差；若间隙过小，则导致憋压，存在安全隐患。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。