關于輸油管線防垢除銹工藝的研究

孫濤

摘要：石油管道是石油產(chǎn)品輸送最常用的媒介和最主要的輸送設備，通常由金屬制成，由于石油管道長時間使用后，金屬內(nèi)壁在空氣腐蝕下會自動生銹以及產(chǎn)生污垢，污垢的存在會影響設施的正常運轉，金屬銹跡會影響石油的純度，因此有必要定時對石油管道的內(nèi)壁進行防垢和除銹處理，以保證原油的純度和輸送的正常。

關鍵詞：輸油管線;防垢除銹;工藝研究

前言：我國石油管道網(wǎng)絡布局已經(jīng)貫穿東北及西南西部等地區(qū)，管道輸送是當前石油運輸?shù)淖钪饕问剑哂懈咝?、低耗、連續(xù)輸送和自動化程度高等優(yōu)勢;石油管網(wǎng)管理是龐大而復雜的工程，管道生銹、結垢問題已經(jīng)成為影響油田正常開發(fā)的重要因素之一，嚴重的結垢生銹問題會造成的管線的堵塞與報廢，不僅給生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟損失，同時還會對環(huán)境污染、生態(tài)安全等造成一定程度的隱患;因此，從根本上解決管線的防垢除銹問題成為油氣企業(yè)系統(tǒng)工作中的重要環(huán)節(jié)，同時對原油的正常生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。

1.輸油管線污垢形成的原因分析

污垢通常以混合物的狀態(tài)存在，原油管道中污垢和銹跡形成的原因是多方面的，離子結合后在水中形成不溶或難溶的物質，積累后形成鹽類分子，分子進一步結合和排列而形成微晶體，進而產(chǎn)生晶?；倪^程，先是少量垢核心在管道表面形成附著，然后更多的其它垢化合物聚集成更大的垢團并堆積長大沉積成垢，在不同管道的條件下，一部分垢被沖刷流走，隨著環(huán)境溫度的變化，難溶或微溶鹽的的溶解度不斷下降，導致更多的物質析出，形成不同的結垢物，繼續(xù)生長并最終阻塞管道，管道污垢物通常包括鹽類垢和含鈣、鎂、鍶的硫酸鹽和碳酸鹽類垢，污垢的形成會受到溫度和PH值等各種因素的影響。

2.污垢對輸油管線的危害

結垢對輸油管線的危害主要體現(xiàn)在幾個方面，一是造成能源的浪費，由于原油在管道內(nèi)的運送過程中需要使用相關的換熱設備對原油進行升溫以及加熱，污垢物會增加流體阻力，降低換熱效率，影響換熱設備的運行效能，從而造成整體的運行成本增加;二是造成環(huán)境污染，管線污垢物形成后，必然會采取一定的措施清垢，其中化學清垢就是常用的手段之一，而化學清洗后的酸液排放等會給環(huán)境帶來一定的污染，頻繁的化學酸液排放甚至會破壞生態(tài)平衡，給人們的生活帶來嚴重影響;三是造成油企生產(chǎn)成本的增加，一方面是結垢導致的設備負擔，運行設施成本增加，一方面因除垢除銹所產(chǎn)生的水資源浪費，電力浪費，以及更換管線，清洗管線等付出的人工維護成本等等無形中都增加了油企的生產(chǎn)成本，影響了整體的經(jīng)濟收益。

3.輸油管線的防垢除銹工藝

3.1化學除垢工藝

化學除垢工藝是通過在根據(jù)管道內(nèi)污垢的化學成分來投放合適的化學試劑對污垢和銹跡進行溶解和清除，通過定期投放阻垢緩蝕劑和殺菌劑對管道進行殺菌剝離清洗，殺菌剝離的目的是去除附著在管道中的泥垢和粘泥附著物，防垢劑的有效成分為高濃度粘性絡合物，通過螯合等作用，在儲層中能夠緩慢釋放，抑制成垢離子的產(chǎn)生，切斷其對藥劑的隔絕作用，使藥劑最大限度發(fā)揮其緩蝕阻垢的作用，以達到除銹與去污的目的;雖然化學除垢效果顯著，但一定程度上會加速設備和管道的腐蝕，造成對環(huán)境的污染;在國家日漸提供綠色社會的今天，化學除垢法已經(jīng)不能滿足綠色環(huán)保的社會發(fā)展需要，無法兼具社會效益與經(jīng)濟效益，具有一定的局限性。

3.2利用機械設備除垢

機械除垢是指通過借助各種器械設備對管道進行清理，常用的除垢設備有小型的扁鏟、刮刀、撬棒等，大型的除垢設備有強力清管器、刷輪清管器、釘輪清管器、磁力清管器，炮彈性鋼針清管器以及清丸機和空化水射流等設備;借助器械工具深入管道中利用器械與管道結垢面摩擦，擠壓等力的作用下使污垢物被粉碎甚至脫落以達到除垢的目的;利用機械除垢時要隨時注意觀察除垢進度，并對刮削力進行調控，以免出現(xiàn)”過清理”而造成的管道損傷，影響管道使用壽命。

3.3超聲波除垢工藝

隨著科技的進步，除垢工藝隨著時代的變化也在不斷更迭，朝更科學、更環(huán)保、使用更便捷的方向發(fā)展，比如在醫(yī)療，檢測以及軍事領域被廣泛應用的超聲波技術就被發(fā)展為新興的除垢技術，超聲波除垢技術是利用超聲波傳播過程中產(chǎn)生的剪切應力效應、高速微渦效應以及超聲凝聚效應，是一種純物理的防垢技術，對管道無腐蝕，對環(huán)境無污染，能有效提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率，降低人工維護費用，延長管道使用壽命，具有較好的經(jīng)濟效益。

3.4電磁場除垢工藝

利用電磁場能量進行除垢是一項結合了生物、化學、物理反應的復雜處理過程，通過將直流脈沖技術與變頻原理相結合而產(chǎn)生變頻電磁場處理技術，電磁場除垢技術是在靜電阻垢和磁場軟化水的基礎上發(fā)展起來的新型物理除垢處理技術，集除銹防銹，除垢防垢，殺菌緩蝕以及增注等各種功能于一體的綜合除垢工藝，有較好的去除管線污垢效果。

結束語：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和國民生活水平的不斷提高，對石油的市場需要量越來越大，原油輸送管道工程邁入集中建設時期，輸油管網(wǎng)的安全生產(chǎn)管理任重道遠，通過從地層特征及結垢機理等方面入手，深入研究清垢防銹配方體系，不斷優(yōu)化施工工藝和施工參數(shù)，采取行之有效的措施對輸油管道進行防銹除垢技術應用，為實現(xiàn)石油的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)奠定堅實基礎。

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