刮管器
刮管器
完井工具-刮管器：提升油井生产效率的重要工具
套管内壁清洁是井筒内环境良好的重要基础,是套管内作业的安全保障,尤其在完井作业中对工作液清洁、管柱下入摩阻、封隔器密封、钢丝作业、储层保护等有重要影响。通常完井作业的第一步是刮管洗井,根据井下套管型号采用对应尺寸的刮管器进行套管刮削，主要清除套管内壁上的残余水泥、泥块和轧制中产生的毛刺、鳞片、管内防砂射孔时镶在管壁上的毛刺以及生产井套管上的铁锈、水垢、硬石蜡等影响正常施工作业的杂物。
1.刮管器设备的基本原理
1.1刮管器的结构和组成
刮管器通常由以下主要组成部分构成：
1) 刮板（Scraper）：刮板是刮管器的主要工作部件，负责将油井内壁的污垢和沉积物清除。刮板一般呈弯曲形状，以适应油井管壁的曲率，并紧密贴合管壁以确保有效刮除。
2) 套管（Casing）：套管是刮管器的外壳，用于保护刮板并稳定刮管器在油井中的运行。套管的材料通常是耐腐蚀的金属，以确保刮管器在恶劣井下环境中的长期稳定运行。
3) 弹簧（Spring）：弹簧用于提供刮板的弹性支撑力，使刮板能够紧贴油井管壁并跟随管壁的曲线运动。弹簧的选用和设计直接影响刮板的工作性能。
弹簧式刮削器组成结构示意图
1.2工作原理和动力来源
刮管器工作原理图
1) 机械力：刮管器通常是由钻井管柱或油井管道的下行运动产生机械力，将刮板紧贴管壁。在刮板与管壁接触的情况下，油井管道的下行运动将刮板沿着管壁刮除污垢。
2) 动力来源：有些刮管器设备配备了动力来源，如液压、电动或气动驱动装置，以提供额外的刮除能力。这些动力来源可以在特殊情况下，如遇到较顽固的污垢或管道卡阻时，提供更强的动力，保证刮板的有效刮除。
1.3刮管器在油井中的运行方式
刮管器的运行方式取决于具体的工作场景和使用的类型。通常情况下，刮管器的运行方式包括以下几种：
1)下行运行：刮管器通过钻井管柱或油井管道的下行运动进行工作。刮板紧贴管壁，并在管道下行的同时刮除污垢和沉积物。
2)上行运行：在一些特殊情况下，刮管器可以通过钻井管柱或油井管道的上行运动进行工作。刮板紧贴管壁，并在管道上行的同时刮除污垢。
3)循环运行：在某些需要频繁清除污垢的井段，可以通过循环运行刮管器，反复进行刮除，以确保管道的通畅。
2.刮管器设备的作用
2.1清除油井内壁的污垢和沉积物
油井在长期生产过程中，会产生各种污垢、沉积物和杂质，如泥浆残渣、油垢、钙镁硫酸盐等。这些污垢和沉积物会附着在油井套管内壁，导致管道直径减小，产能下降，甚至造成堵塞。刮管器通过刮板紧贴套管内壁，并借助管柱下行或液压、电动等动力来源，将污垢和沉积物彻底清除，保持油井内部通畅。
2.2防止管柱卡阻和漏失
在油井生产过程中，油井管柱运行过程中可能会受到油井内壁的摩擦和卡阻，尤其是在存在污垢和沉积物的情况下。刮管器的刮板能够有效清除油井内壁的障碍物，减少管柱摩擦和卡阻的发生，降低管柱在井内运行的摩擦阻力，提高管柱运行效率，并防止漏失。
2.3维护油井通畅，提高产能
油井内壁的污垢和沉积物会导致油井产能下降，影响油井的正常生产。刮管器的作用是保持油井内部通畅，清除沉积物和杂质，确保油井能够持续高效生产。通过定期或按需使用刮管器，可以维护油井的良好状态，提高产能和产油效率。
2.4延长油井使用寿命
油井内壁的污垢和沉积物会加速套管和管柱的腐蚀和磨损，缩短油井的使用寿命。刮管器的清除作用可以延缓套管和管柱的腐蚀速度，减少管道磨损，从而延长油井的使用寿命，提高资产利用率。
3. 刮管器设备的分类
刮管器设备根据其工作原理和动力来源的不同，可以分为以下几种主要类型：
3.1机械式刮管器：
机械式刮管器是最常见的刮管器类型之一。它主要通过油井管柱的下行运动，利用机械力将刮板紧贴套管内壁，清除油井内的污垢和沉积物。机械式刮管器结构相对简单，操作方便，适用于大多数普通油井。
一种可变径刮管器设计原理图
3.2液压式刮管器：
液压式刮管器是一种利用液压动力驱动刮板工作的刮管器。它通常配备液压泵站，通过液压动力将刮板紧贴套管内壁，进行高效的清除作业。液压式刮管器适用于在油井内存在较顽固污垢和沉积物，需要更强力清除的情况。
液压式刮管器结构示意图
3.3电动式刮管器：
电动式刮管器是一种利用电动动力驱动刮板工作的刮管器。它通常由电动驱动装置提供动力，通过电动机将刮板紧贴套管内壁，进行清除作业。电动式刮管器操作简便，具有较高的精准度和可控性，适用于对刮除精度有要求的场景。
3.4其他刮管器类型：
除了上述常见类型外，还有一些其他刮管器类型，例如：
1) 循环刮管器：可以在多次往返的运动中反复刮除污垢，适用于长时间运行的井段。
2) 超声波刮管器：利用超声波的振动来清除套管内壁的污垢和杂质，适用于特殊井下环境。
3) 自动化刮管器：配备传感器和控制系统，能够根据实时井下情况自动调整刮板的工作力度和频率。
