多元復(fù)合物理清洗技術(shù)措施研究

王金梭（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

1 概述

隨著油田開發(fā)到中后期高含水階段，由于油井液量高、綜合含水量高、礦化度高、出砂嚴(yán)重等因素的影響，導(dǎo)致了集輸管線腐蝕結(jié)垢現(xiàn)象日益嚴(yán)重、有效使用周期短、更新頻率高等問題的出現(xiàn)[1]。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，大慶油田2009年因結(jié)垢而燒損的加熱爐占總燒損臺(tái)數(shù)的85.4%。全廠每年都有8～10臺(tái)需要大修或改造，加熱爐的腐蝕主要表現(xiàn)為內(nèi)部附件和煙火管部位的腐蝕穿孔。因此采取針對(duì)性防腐防垢措施，既是開發(fā)中后期集輸系統(tǒng)的需要，又是維持油田生產(chǎn)正常運(yùn)行和提高油田開發(fā)綜合效益的重要途徑[2]。

2 多元復(fù)合物理清洗技術(shù)

2.1 清洗原理

多元復(fù)合清洗技術(shù)運(yùn)用的是集束射流和流體力學(xué)領(lǐng)域中“空穴效應(yīng)”原理。放入管路中的清洗器，在流水的推動(dòng)下快速向前移動(dòng)。清洗器上的金屬葉片產(chǎn)生高頻振顫，清洗器被由此產(chǎn)生的急速旋轉(zhuǎn)的渦流所包圍，形成了連續(xù)移動(dòng)的低壓區(qū)，這個(gè)區(qū)域的流水始終呈汽化狀態(tài)，由此產(chǎn)生的細(xì)微汽泡，又迅速被壓縮直至崩裂，瞬時(shí)激射出強(qiáng)力的微射流，無(wú)數(shù)的微射流匯聚成沖擊波，徹底粉碎了沉積物。多元復(fù)合清管器的外觀呈彈頭狀，前端有射流孔，外壁有凹槽。將清管器投入管道中。在液壓推動(dòng)下行進(jìn)時(shí)，自前端射流孔激射出強(qiáng)力的集束射流，沖擊管線中的積垢，并將清洗下來的垢排走；外壁凹槽對(duì)管壁上的垢具有強(qiáng)烈的扭曲力，能徹底摧毀。

2.2 具有的優(yōu)勢(shì)

1）清洗效果好。多元復(fù)合清洗技術(shù)運(yùn)用的是流體力學(xué)中的“空穴效應(yīng)”原理，在清洗過程中產(chǎn)生高速微射流和沖擊波，對(duì)油垢、化學(xué)垢、水垢、銹垢、軟性垢、硬性垢、黏性垢等多種垢質(zhì)都能進(jìn)行徹底清除。

2）清洗速度快。清洗器在水套加熱爐中的運(yùn)行時(shí)間只有10min左右即徹底完成清洗任務(wù)，而且一次性清洗距離越長(zhǎng)越見優(yōu)勢(shì)。

3）清洗行程長(zhǎng)。動(dòng)力水流自清洗器的縫隙中激射而出，掃清了前面被清洗下來的污垢，不會(huì)阻塞。

4）通過能力強(qiáng)，彈性變形大。多元復(fù)合清洗器由揉性的葉片組成，收縮比可達(dá)30%以上?？梢郧逑磸?fù)雜的U 型管、螺旋管，例如清洗盤管回程較多的水套爐。如果發(fā)生卡阻，使用電子定位儀可以在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確認(rèn)定卡阻位置并排除。

5）清洗范圍廣。對(duì)φ40~1 000mm的管路均可清洗，沒有長(zhǎng)度、垢質(zhì)的限制。

6）安全可靠。常壓工作無(wú)安全隱患。不像高壓水射流清洗，水壓達(dá)到100~200M Pa，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)人員的人身安全構(gòu)成重大威脅。

7）真正環(huán)保。由于是純物理清洗技術(shù)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 清洗效果

2010年9月，在大慶油田第五采油廠T E 聯(lián)合站3臺(tái)真空加熱爐的清垢施工。清洗后的爐體基本無(wú)垢，或有少量已經(jīng)翹皮的垢，煙火管部分平均結(jié)垢小于1 mm，均勻覆蓋于煙火管表面。具體參數(shù)對(duì)比見表1、表2。

表1 TE聯(lián)合站加熱爐清洗參數(shù)對(duì)比

表2 TE聯(lián)合站加熱爐清洗效果對(duì)比

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

以往，T E 聯(lián)合站站內(nèi)加熱爐、分離器及其之間的200m輸油管線平均每2個(gè)月酸洗1次，站內(nèi)3臺(tái)外輸泵平均每1個(gè)月酸洗1次，各計(jì)量站到中轉(zhuǎn)站集輸管線結(jié)垢嚴(yán)重的管段也要每1～2個(gè)月酸洗1次，且每次酸洗后管線回壓上升（即再次結(jié)垢堵塞）快，酸洗費(fèi)用較高，每年約30萬(wàn)元左右。

而采用多元復(fù)合物理清洗技術(shù)，與2009年相比在水溫度升高的前提下T E 聯(lián)合站每天節(jié)氣1 000 m3，年減少耗氣量36.5×104m3，當(dāng)前天然氣的價(jià)格為0.634 元/m3，則T E 聯(lián)合站一年減少生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用23.14萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，在T E 聯(lián)合站3臺(tái)加熱爐上運(yùn)用多元復(fù)合物理清洗技術(shù)進(jìn)行清洗，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況而言，除垢效果較好，有效地緩解了加熱爐結(jié)垢問題，提高了加熱爐熱效率，延長(zhǎng)了檢修周期，同時(shí)在環(huán)保、運(yùn)行費(fèi)用和除垢效果等方面，都呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，最終讓加熱爐保持較高的爐效。總體而言，多元復(fù)合物理清洗技術(shù)的除垢效果還是很明顯的。

[1]舒勇.防腐防垢綜合配套技術(shù)在開發(fā)中后期油田集輸系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].石油工程建設(shè),2003,29(2).

[2]熊春明.張建軍.高含水期油田集輸系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢原因及綜合防治技術(shù)[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),2010,22(1).