多元復合物理清洗技術措施研究

王金梭（大慶油田有限責任公司第五采油廠）

1 概述

隨著油田開發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、出砂嚴重等因素的影響，導致了集輸管線腐蝕結垢現象日益嚴重、有效使用周期短、更新頻率高等問題的出現[1]。根據統計，大慶油田2009年因結垢而燒損的加熱爐占總燒損臺數的85.4%。全廠每年都有8～10臺需要大修或改造，加熱爐的腐蝕主要表現為內部附件和煙火管部位的腐蝕穿孔。因此采取針對性防腐防垢措施，既是開發中后期集輸系統的需要，又是維持油田生產正常運行和提高油田開發綜合效益的重要途徑[2]。

2 多元復合物理清洗技術

2.1 清洗原理

多元復合清洗技術運用的是集束射流和流體力學領域中“空穴效應”原理。放入管路中的清洗器，在流水的推動下快速向前移動。清洗器上的金屬葉片產生高頻振顫，清洗器被由此產生的急速旋轉的渦流所包圍，形成了連續移動的低壓區，這個區域的流水始終呈汽化狀態，由此產生的細微汽泡，又迅速被壓縮直至崩裂，瞬時激射出強力的微射流，無數的微射流匯聚成沖擊波，徹底粉碎了沉積物。多元復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。在液壓推動下行進時，自前端射流孔激射出強力的集束射流，沖擊管線中的積垢，并將清洗下來的垢排走；外壁凹槽對管壁上的垢具有強烈的扭曲力，能徹底摧毀。

2.2 具有的優勢

1）清洗效果好。多元復合清洗技術運用的是流體力學中的“空穴效應”原理，在清洗過程中產生高速微射流和沖擊波，對油垢、化學垢、水垢、銹垢、軟性垢、硬性垢、黏性垢等多種垢質都能進行徹底清除。

2）清洗速度快。清洗器在水套加熱爐中的運行時間只有10min左右即徹底完成清洗任務，而且一次性清洗距離越長越見優勢。

3）清洗行程長。動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，不會阻塞。

4）通過能力強，彈性變形大。多元復合清洗器由揉性的葉片組成，收縮比可達30%以上。可以清洗復雜的U 型管、螺旋管，例如清洗盤管回程較多的水套爐。如果發生卡阻，使用電子定位儀可以在短時間內準確認定卡阻位置并排除。

5）清洗范圍廣。對φ40~1 000mm的管路均可清洗，沒有長度、垢質的限制。

6）安全可靠。常壓工作無安全隱患。不像高壓水射流清洗，水壓達到100~200M Pa，對施工現場人員的人身安全構成重大威脅。

7）真正環保。由于是純物理清洗技術，對環境無污染。

3 現場應用

3.1 清洗效果

2010年9月，在大慶油田第五采油廠T E 聯合站3臺真空加熱爐的清垢施工。清洗后的爐體基本無垢，或有少量已經翹皮的垢，煙火管部分平均結垢小于1 mm，均勻覆蓋于煙火管表面。具體參數對比見表1、表2。

表1 TE聯合站加熱爐清洗參數對比

表2 TE聯合站加熱爐清洗效果對比

3.2 經濟效益

以往，T E 聯合站站內加熱爐、分離器及其之間的200m輸油管線平均每2個月酸洗1次，站內3臺外輸泵平均每1個月酸洗1次，各計量站到中轉站集輸管線結垢嚴重的管段也要每1～2個月酸洗1次，且每次酸洗后管線回壓上升（即再次結垢堵塞）快，酸洗費用較高，每年約30萬元左右。

而采用多元復合物理清洗技術，與2009年相比在水溫度升高的前提下T E 聯合站每天節氣1 000 m3，年減少耗氣量36.5×104m3，當前天然氣的價格為0.634 元/m3，則T E 聯合站一年減少生產運行費用23.14萬元。

4 結語

目前，在T E 聯合站3臺加熱爐上運用多元復合物理清洗技術進行清洗，根據現場的情況而言，除垢效果較好，有效地緩解了加熱爐結垢問題，提高了加熱爐熱效率，延長了檢修周期，同時在環保、運行費用和除垢效果等方面，都呈現出明顯的優勢，最終讓加熱爐保持較高的爐效。總體而言，多元復合物理清洗技術的除垢效果還是很明顯的。

[1]舒勇.防腐防垢綜合配套技術在開發中后期油田集輸系統中的應用[J].石油工程建設,2003,29(2).

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