[0001] 注水井用旧管修复方法，属于注水井用油管柱技术领域。

[0002] 注水采油是油田上常用的一种技术，其用法是将某一区域油井的部分产液量少的油井改为注水井。则该类井的油管被称为“注水井油管”。注水井常常因用于注水而疏于维护和保养，也有因该区域原油枯竭后被废弃而留存在井下的情况。这一方面造成了资源的浪费，另一方面也对地下水源形成污染。对此类油管进行修旧利废处理可产生良好的社会效益，同时又可为企业带来较好的经济效益。

[0003] 由于注水油管长期疏于维护、保养或更新，注入的水中各种各样的杂质及腐蚀性物质的存在，使得油管产生了一定的锈蚀、结垢，对油管产生了程度不同的损伤，甚至失效。修复的目的就是去除锈、垢，剔除失效的油管后，对被磨损、被腐蚀不十分严重的旧油管进行清洗、热处理并经静水压试验，筛选出使用价值较高的旧油管进行修复作业。对修复的旧油管根据其缺陷程度划分标准进行分级，并做出相应的等级标识，以方便油田根据分级应用于不同的油井或注水井。

[0004]目前，国内在旧油管(纯采油用的油管)修复方面已有先例，但对注水井用油管进行规模化修复国内尚无先例。对旧油管除油或垢的方法基本不外乎机械和化学两种，而机械方法又限于刮削，射流冲击两种或两种方法的综合运用。化学方法因其自身会产生一定腐蚀，同时化学反应过程中产生氢也易渗透至金属中形成氢脆的危害，一般情况下，油田不同意采用此方法。机械方法清除锈垢往往非常困难，成本较高，其经济效益和社会效益又会降低。

[0005] 在综合国内旧油管修复技术的基础上，我们设计了加热、急冷加刮削和射流综合除垢的工艺方法进行除垢，同时利用无损探伤设备进行分级筛选，形成专有技术。发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供注水井用旧管修复方法，该方法可有效、彻底、快速的清除金属管内壁上的积垢，并且提供了注水井用废弃油管筛选和再利用的方法，实现变废为宝。

[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该注水井用旧管修复方法，其特征在于:采用以下步骤:1)探伤确定缺陷深度:使用漏磁探伤机对金属管三遍探伤，三遍探伤分别设定缺陷深度标准为 1.6mm、2.7 mm、3.5mm ；
2)分选:对具有不同缺陷深度的金属管进行分级，将缺陷深度< 1.6mm的金属管选为A级,将1.6mm <缺陷深度< 2.7 mm的金属管选为B级,将2.7mm <缺陷深度< 3.5mm的金属管选为C级；
3) 一次切削除垢:采用除垢装置对金属管内壁旋转打磨初步除垢；4)急冷除垢:将一次切削除垢后的各级金属管分别加热至金属管温度为45(T520°C，采用水温低于35°C的水进行快速水冷，使金属管内壁污垢快速脱落；
5) 二次切削除垢:采用除垢装置对金属管内壁剩余顽垢进行旋转打磨；
6)裁头:切除金属管两端螺纹的区域，并在裁头后的金属管两端加工螺纹。

[0008] 所述的急冷除垢步骤中快速水冷为将A、B、C级金属管分别使用低于35°C的冷水冲淋冷却。

[0009] 所述的除垢装置包括位于中心的转动轴，以及连接在转动轴上、用于打磨除垢的多个打磨单元。打磨单元优选刀片或刷子，其作用是直接与积垢接触，用于切削积垢。

[0010] 所述的裁头步骤包括切除金属管两端螺纹的区域，并在裁头后的金属管两端加工螺纹。

[0011] 所述的二次切削除垢步骤包括对二次切削除垢后的金属管内壁进行喷砂抛光。

[0012] 与现有技术相比，本发明的注水井用旧管修复方法所具有的有益效果是:1、现有采油技术中，注水井用油管柱不作定期检查，因腐蚀和积垢双重作用，造成油管柱失效，对此类油管的处置即直接作为报废的油管。但实际上此类报废的油管可根据缺陷深度的不同和实际工作中油管的承压情况的不同进行筛选，然后用于注水井油管或油管使用，以实现废管再利用。本发明所用旧油管为该类报废的油管。本发明通过探伤、分选、一次切削除垢、急冷除垢、二次切削除垢、裁头的步骤，可快速获得除垢完全、且经过缺陷深度分级的油管。申请人在 研究中发现对于探伤、分选采用本发明的方法，最终获得的处理后的A、B、C级油管中:缺陷深度≤1.6mm的A级油管可作为成品管应用于注水井深度在1000米~1500米以内的油井；1.6mm <缺陷深度≤2.7 mm的B级油管可应用于工作深度在300-1000米以内的油井；2.7mm <缺陷深度≤3.5mm的C级油管可作为深度在0.5^300米以内的油井使用。申请人经研究发现采用以上用途使用的处理后的A、B、C级油管，均可正常使用。采用本发明的方法可大量节省新油管的购买成本；并且本发明的方法对于现有技术中定期检修后淘汰的只能够作为废品的废管，起到了废物利用的作用。

[0013] 2、本发明的方法操作成本低廉，相比于现有的除垢方法本发明除垢过程中无需添加任何除垢剂即可快速清除旧油管内部的积垢。申请人在研究中发现由于积垢和旧油管内壁粘结紧密、牢固，现有的水射流冲击、高压气流清除积垢的方法无法完全清除旧油管内壁上的积垢；而单独采用转动轴带动多个打磨单元的旋转打磨方法清除旧油管内壁的积垢，一些小面积的顽固积垢往往被遗漏、无法全部清除干净。申请人发现对于第一次切削除垢后残余的小面积积垢，在清理时存在数量多、位置分散、难以检查和清理的技术困难。申请人经研究发现:金属管为金属材质与积垢相比，具有较高的热膨胀系数。申请人利用金属管和金属管内积垢热膨胀系数的不同，采用先加热至温度为45(T520°C，然后急冷的方法除垢。优选在金属管温度为45(T520°C的状态下，立刻使用温度为低于35°C的冷水冲淋金属管，冲淋方式优选外淋和内部水射流喷冲；利用温度急剧变化下金属管和积垢热膨胀系数的巨大差异，可激落第一次切削除垢后残余的难于清理的小面积积垢，同时利用水与垢不同的张力也可使垢与管子脱离。申请人设计加热至金属管温度为45(T520°C，由于加热在相变温度以下，不会降低管子原有机械性能，同时又可消除管子在服役其间产生的组织或结构应力，从而改善了管子的性能；还可以保证冷却中利用金属管和积垢间膨胀系数的明显差异，足以将残余积垢清除。申请人设计使用低于35°C的水进行冷却，低于35°C的水接近常温极易获得，并且使用水冲淋的方式正好可以冲洗清理下来的残余积垢。申请人在冷却后进行二次切削除垢的作用是对金属管内壁进行完全清理，避免金属管内壁上仍然残留仅松动但未脱落的积垢。

[0014] 3、申请人在研究中发现:目前现有漏磁和涡流无损探伤标准规定的设备校准方法为用圆孔或矩形槽的人工缺陷样管来校准探伤机，应用此方法仅能分出合格或不合格，但无法进行分级作业。申请人改变了人工缺陷的形式，由通孔式改为内、外表面分别刻制缺陷的并通过对旧油管自然形成缺陷对比进行等效处理的方法解决了标准比对样管的缺陷。本发明可应用于注水井用旧油管、水管的处理和再利用，处理后获得的A、B、C级金属管可在其限定的适用深度中使用3飞个月以上，并且无穿孔失效现象发生。本发明中一次切削除垢、加热、冷却、二次切削除垢的方法，可快速清除积垢，保证无积垢残余，与现有技术相比不但可以提高除垢效果，同时可以提高生产速率。

[0015] 实施例1~4是本发明的注水井用旧管修复方法的具体实施方式，其中实施例1为最佳实施例。

[0016] 实施例1本实施例步骤包括探伤、分选、一次切削除垢、加热、冷却、二次切削除垢和裁头；
探伤:使用漏磁探伤机对旧油管三遍探伤，三遍探伤分别设定缺陷深度为3.5mm,2.7mm、l.6mm ;设定漏磁探伤机的缺陷深度3.5mm时,对所有旧油管进行第一遍检测,测出缺陷深度大于3.5mm的旧油管作为废管；设定漏磁探伤机缺陷深度为2.7 mm，将上一步骤中测出的缺陷深度< 3.5mm的旧油管使用设定缺陷深度为< 2.7 _的漏磁探伤机进行第二遍检测，获得2.7mm <缺陷深度< 3.5mm的旧油管和缺陷深度< 2.7mm的旧油管；设定漏磁探伤机缺陷深度为1.6mm，将上一步骤中测出的缺陷深度< 2.7mm的旧油管，使用设定缺陷深度为< 1.6mm的漏磁探伤机进行第三遍检测,获得1.6mm <缺陷深度< 2.7 mm的旧油管和缺陷深度≤1.6mm的旧油管；
分选:将获得的旧油管分级，将缺陷深度≤1.6mm的旧油管选为A级，将1.6mm <缺陷深度≤2.7 mm的旧油管选为B级，将2.7mm <缺陷深度≤3.5mm的旧油管选为C级；一次切削除垢:采用除垢装置对旧油管内壁旋转打磨除垢，除垢装置包括位于中心的转动轴，以及连接在转动轴上、用于打磨除垢的多个打磨单元，打磨单元为刀片，除垢装置的转动轴与动力装置上可旋转的动力杆连接，并且转动轴在动力设备带动下与动力杆一起转动，除垢装置的转动轴带动多个刀片切削旧油管内壁上的积垢；
急冷除垢:将一次切削除垢后的的A、B、C级旧油管分别加热至旧油管温度为500^5200C ;将旧油管A、B、C级旧油管分别使用温度25~35°C、工作压力8~IOMPa的连续水射流冲淋10-15秒钟，以实现快速水冷使旧油管内壁的积垢在快速水冷下疏松脱落；进行快速水冷前，保证加热后的旧油管温度可维持在45(T520°C ；
二次切削除垢:采用除垢装置对旧油管内壁旋转打磨除垢，除垢装置包括位于中心的转动轴，以及连接在转动轴上、用于打磨除垢的多个打磨单元，打磨单元为刀片，除垢装置的转动轴与动力装置上可旋转的动力杆连接，并且转动轴在动力设备带动下与动力杆一起转动，除垢装置的转动轴带动多个刀片切削旧油管内壁上的积垢；裁头:使用金属切割机切除旧油管两端设有螺纹的区域，在裁头后的旧油管两端使用螺纹车刀车出新的螺纹，即获得处理后的A、B、C级修复油管。

[0017]实施例2本实施例步骤包括探伤、分选、一次切削除垢、加热、冷却、二次切削除垢和裁头；
探伤:使用漏磁探伤机对旧油管三遍探伤，三遍探伤分别设定缺陷深度为3.5mm,2.7mm、l.6mm ;设定漏磁探伤机的缺陷深度3.5mm时,对所有旧油管进行第一遍检测,测出缺陷深度大于3.5mm的旧油管作为废管；设定漏磁探伤机缺陷深度为2.7 mm，将上一步骤中测出的缺陷深度< 3.5mm的旧油管使用设定缺陷深度为< 2.7 _的漏磁探伤机进行第二遍检测，获得2.7mm <缺陷深度< 3.5mm的旧油管和缺陷深度< 2.7mm的旧油管；设定漏磁探伤机缺陷深度为1.6mm，将上一步骤中测出的缺陷深度< 2.7mm的旧油管，使用设定缺陷深度为< 1.6mm的漏磁探伤机进行第三遍检测,获得1.6mm <缺陷深度< 2.7 mm的旧油管和缺陷深度≤1.6mm的旧油管；
分选:将获得的旧油管分级，将缺陷深度≤1.6mm的旧油管选为A级，将1.6mm <缺陷深度≤2.7 mm的旧油管选为B级，将2.7mm <缺陷深度≤3.5mm的旧油管选为C级；一次切削除垢:采用除垢装置对旧油管内壁旋转打磨除垢，除垢装置包括位于中心的转动轴，以及连接在转动轴上、用于打磨除垢的多个打磨单元，打磨单元为刀片，除垢装置的转动轴与动力装置上可旋转的动力杆连接，并且转动轴在动力设备带动下与动力杆一起转动，除垢装置的转动轴带动多个刀片切削旧油管内壁上的积垢；
急冷除垢:将一次切削除垢后的的A、B、C级旧油管分别加热至旧油管温度为450^4800C ;立刻将旧油管A、B、C级旧油管分别使用温度2(T25°C的水配合水管冲淋10-ΐ5秒钟，以实现快速水冷，使旧油管内壁的积垢在快速水冷下疏松脱落；进行快速水冷前，保证加热后的旧油管温度可维持在45(T480°C ；
二次切削除垢:同本实施例的一次切削除垢；
裁头:使用金属切割机切除旧油管两端设有螺纹的区域，在裁头后的旧油管两端使用螺纹车刀车出新的螺纹，即获得处理后的A、B、C级修复油管。

[0018] 实施例3本实施例步骤包括探伤、分选、一次切削除垢、加热、冷却、二次切削除垢和裁头； 采用如下步骤:
探伤:使用漏磁探伤机对旧油管三遍探伤，三遍探伤分别设定缺陷深度为3.5mm,2.7mm、l.6mm ;设定漏磁探伤机的缺陷深度3.5mm时,对所有旧油管进行第一遍检测,测出缺陷深度大于3.5mm的旧油管作为废管；设定漏磁探伤机缺陷深度为2.7 mm，将上一步骤中测出的缺陷深度< 3.5mm的旧油管使用设定缺陷深度为< 2.7 _的漏磁探伤机进行第二遍检测，获得2.7mm <缺陷深度< 3.5mm的旧油管和缺陷深度< 2.7mm的旧油管；设定漏磁探伤机缺陷深度为1.6mm，将上一步骤中测出的缺陷深度< 2.7mm的旧油管，使用设定缺陷深度为< 1.6mm的漏磁探伤机进行第三遍检测,获得1.6mm <缺陷深度< 2.7 mm的旧油管和缺陷深度≤1.6mm的旧油管；
分选:将获得的旧油管分级，将缺陷深度≤1.6mm的旧油管选为A级，将1.6mm <缺陷深度≤2.7 mm的旧油管选为B级，将2.7mm <缺陷深度≤3.5mm的旧油管选为C级；一次切削除垢:采用除垢装置对旧油管内壁旋转打磨除垢，除垢装置包括位于中心的转动轴，以及连接在转动轴上、用于打磨除垢的多个打磨单元，打磨单元为刷子，刷子可采用金属材质，除垢装置的转动轴与动力装置上可旋转的动力杆连接，并且转动轴在动力设备带动下与动力杆一起转动，除垢装置的转动轴带动多个刷子打磨旧油管内壁上的积垢；急冷除垢采用以下步骤:
加热:将一次切削除垢后的A、B、C级旧油管分别加热至旧油管温度为520°C ；
急冷除垢:将一次切削除垢后的的A、B、C级旧油管分别加热至旧油管温度为450^4800C ;立刻将旧油管A、B、C级旧油管分别使用温度2(T25°C的水配合水管冲淋10-ΐ5秒钟，以实现快速水冷，使旧油管内壁的积垢在快速水冷下疏松脱落；进行快速水冷前，保证加热后的旧油管温度可维持在45(T480°C ；
二次切削除垢::同本实施例的一次切削除垢；
裁头:使用金属切割机切除旧油管两端设有螺纹的区域，即获得处理后的A、B、C级修
复油管。

[0019] 实施例4本实施例步骤包括探伤、分选、一次切削除垢、加热、冷却、二次切削除垢和裁头； 采用如下步骤:
1)探伤:使用漏磁探伤机对旧油管三遍探伤，三遍探伤分别设定缺陷深度为< 3.5mm、<2.7 _、< 1.6mm ;设定漏磁探伤机的缺陷深度< 3.5mm时,对所有旧油管进行第一遍检测，测出缺陷深度大于3.5mm的旧油管作为废管；设定漏磁探伤机缺陷深度为≤2.7 mm,将上一步骤中测出的缺陷深度< 3.5mm的旧油管使用设定缺陷深度为< 2.7 mm的漏磁探伤机进行第二遍检测，获得2.7mm <缺陷深度< 3.5mm的旧油管和缺陷深度< 2.7mm的旧油管；设定漏磁探伤机缺陷深度为< 1.6mm，将上一步骤中测出的缺陷深度< 2.7mm的旧油管，使用设定缺陷深度为< 1.6mm的漏磁探伤机进行第三遍检测，获得1.6mm <缺陷深度^ 2.7 mm的旧油管和缺陷深度≤1.6mm的旧油管；
2)分选:将获得的旧油管分级，将缺陷深度≤1.6mm的旧油管选为A级，将1.6mm <缺陷深度≤2.7 mm的旧油管选为B级，将2.7mm <缺陷深度≤3.5mm的旧油管选为C级；
一次切削除垢:采用除垢装置对旧油管内壁旋转打磨除垢，除垢装置包括位于中心的转动轴，以及连接在转动轴上、用于打磨除垢的多个打磨单元，打磨单元为刀片；除垢装置的转动轴与动力装置上可旋转的动力杆连接，并在动力设备带动下一起转动，带动刀片打磨旧油管内壁；
急冷除垢:将一次切削除垢后的的A、B、C级旧油管分别加热至旧油管温度为480^5000C ;立刻将旧油管A、B、C级旧油管分别使用温度2(T25°C的水配合水管冲淋10-ΐ5秒钟，以实现快速水冷，使旧油管内壁的积垢在快速水冷下疏松脱落；进行快速水冷前，保证加热后的旧油管温度可维持在45(T500°C ；
二次切削除垢:二次切削除垢方法同本实施例的一次切削除垢，还包括对二次切削除垢后的旧油管内壁进行喷砂抛光；
裁头:使用金属切割机切除旧油管两端设有螺纹的区域，在裁头后的旧油管两端使用螺纹车刀车出新的螺纹，即获得处理后的A、B、C级修复油管。

[0020] 对比例I本对比例中操作方法同实施例1，但未操作急冷除垢步骤。[0021] 对比例2
本对比例中操作方法同实施例1，但一次切削除垢和第二次切削除垢均采用砂粒摩擦撞击旧油管内壁除垢。

[0022] 对比例3本对比例中操作方法同实施例1，
设定漏磁探伤机缺陷深度为≤2.7 mm检测旧油管，获得缺陷深度≤2.7 mm的旧油管和缺陷深度大于2.7 mm的旧油管；
缺陷深度大于2.7 mm的旧油管作废管，不进行再次利用；
缺陷深度≤2.7 mm的旧油管，经与实施例1相同的一次切削除垢、加热、冷却、二次切削除垢和裁头步骤进行处理，获得修复后的修复油管。

[0023] 性能测试除垢效果测试:分别记录实施例1~4和对比例广3中一次切削除垢、急冷除垢、二次切削除垢步骤的除垢总用时(单位为分钟)，每个实施例或对比例各记录除垢总用时30次，并计算平均值录入表1。在实施例1各100根A、B、C级旧油管中，分别对A、B、C级旧油管各随机抽样20根，每个实施例或对比例抽样60根修复油管。采用使用摄录机和与摄录机连接的摄像探头摄录修复油管内壁积垢残留情况，配合人眼目测观察摄录机上记录的修复油管内壁积垢残留情况，并记录发现存在积垢残留的修复油管数量(简称积垢残留，单位:根)。除垢测试结果如表1-2所示。

[0024] 表1实施例f 4除垢效果测试结果

[0025] 表2对比例f 3除垢效果测试结果

[0026] 下面结合表f 2作进一步分析。

[0027] 对比例I中未采用本发明中的加热后立即冷却的除垢方法，通过表2可看出，对比例I中发现存在积垢残留的修复油管数量明显多于实施例1~4。可说明在对比例I中其他步骤内容与实施例1完全相同的情况下，本发明的的除垢效果明显优于未操作急冷除垢步骤的对比例I的除垢效果。本发明的急冷除垢步骤可以获得突出的技术效果。

[0028] 对比例2中一次切削除垢和第二次切削除垢均采用砂粒摩擦撞击修复油管内壁除垢。通过表2可看出，对比例2中除垢总用时明显长于实施例1~4。可说明本发明中一次切削除垢和二次切削除垢采用除垢装置对修复油管内壁旋转切削、打磨除垢可以获得突出的技术效果。

[0029] 探伤、分选效果测试:采用以下方法统计实施例1~4和对比例广3最终处理获得的A、B、C级修复油管的使用情况，以衡量本发明探伤、分选效果。

[0030] I)将最终处理获得的A、B、C级修复油管应用于实际注水井作业，统计使用情况:将实施例1最终处理获得的100根A级修复油管使用于注水井作业中深度1000米~1500米以内的注水油井中；将实施例1最终处理获得的100根B级修复油管使用于注水井作业中深度300米~1000米以内的注水油井中；将实施例1最终处理获得的100根C级修复油管使用于注水井作业中深度0.5^300米以内的注水油井中；2)保证各级修复油管的每日工作时间相同，在使用的第3个月和第6个月时，记录各100根的A、B、C级修复油管在第前3个月、后3个月内发生穿孔的修复油管数量，并录入表3 ;前3个月穿孔的修复油管(简称前3个月穿孔，单位:根)取出作为废管，其余修复油管继续使用，直至第6个月时，统计后3个月穿孔的修复油管(简称后3个月穿孔，单位:根)；
3)采用以上步骤计算实施例2~4和对比例f 3中第f 3个月和第4飞个月内发生穿孔的A、B、C级修复油管数量并录入表3、表4 ；
4)检测在前3个月和后3个月中，使用实施例f 4和对比例f 3获得的修复油管后，与修复油管连接的泵出现卡泵现象的次数(修复油管内壁上残留的积垢脱落是造成卡泵的主要原因)。

[0031] 表3实施例1- 4测试结果

[0032] 表4对比例1- 3测试结果

[0033] 下面结合表3~4作进一步分析:对比例3中采用现有探伤机操作方法对修复油管进行探伤，但未采用本发明中探伤分选步骤。对比例3中作废管的缺陷深度> 2.7 mm的旧油管中，2.7mm <缺陷深度≤3.5mm的修复油管没有被进行再利用，造成了浪费；并且对比例3中由于没有采用本发明的分选步骤，因此无法确定除垢后的修复油管具体的应用深度，给管材再利用带来困难。缺陷深度(2.7mm的修复油管只能应用于30(Tl000米深度，造成修复油管的再利用上的浪费。

[0034] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。