清管技術在TH10244單井集輸管線中的應用

韓陽等

摘要：文章綜述了油田單井管線腐蝕問題。通過對清管原理、施工工藝的介紹，結合TH10244單井集輸管線清管施工作業的實際效果，明確了清管器清管技術對塔河油田的腐蝕管道修復、改造、維護具有重大意義。

關鍵詞：油田防腐；單井集輸；清管技術；清管器；單井集輸管線

中圖分類號：TE832 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0059-02

隨著油田建設開發的發展，管道作為輸送流體介質的一種安全經濟的運輸方式被廣泛應用。管道內不可避免地會存在油垢、繡垢、泥沙及遺留的焊熘、焊渣及雜質等；這些污垢和雜質的存在，使管道的有效通過面積減少，形成低效輸送，加速管線的腐蝕穿孔，造成輸送設備的損傷。塔河油田單井集輸管線服役時間短即出現腐蝕穿孔，為解決腐蝕對正常生產構成的巨大威脅，降低安全環保風險，對TH10244單井集輸新管線進行清管作業，優化清管工藝，提高緩釋劑預膜效果，提升管線內防性能。

1 清管技術原理

清管器清洗技術是以清除管道內結垢、沉積物或異物為目的的一門技術，其工作原理是在待清理的管道內放入清管器，依靠被清洗管道內流體的自身壓力或通過其他設備提供的水壓、氣壓作為動力推動清管器在管道內向前沿管線運動，依靠清管器自身所具有的刮削、沖刷、振動、破碎等功能，清除管道內的結垢、沉積物和異物。通過發送不同類型的專用清管器，可完成管道多種特殊作業，較其他清管方式有可進行長、短距離，大、小口徑，垢質比較松軟的、難溶垢管線的清洗的優點。

2 清管工藝設計

通過對各種清管器的技術經濟分析以及穩態模擬，清管可采用的方法有3種：用清管球清管，用聚氨酯泡沫清管器清管，用清管球和聚氨酯泡沫清管器組合清管。針對TH10244單井管線的情況按照清管工藝施工要求進行工藝設計。

2.1 清管工藝施工要求

（1）發球筒和收球筒之間的清管段必須是同徑管道，中間不得有縮口變徑的地方。而且局部凹陷深度不得超過15mm，防止清管時卡球。

（2）清管段不得有8°以上斜口及銳角的存在，轉彎處都用圓滑的彎頭，彎頭曲率半徑大于1.5D。

（3）清管段管內不得有長度大于5mm的毛刺，其焊口處的內焊瘤高度不得超過5mm，錯口要小于10mm。

（4）清管段上的旁通接口處必須焊擋球蓖子，旁通開口要小于主干線管徑的1/2，并且支管不要插焊在主管內，清管時增大通球速度可使球不易卡在旁通接口處。另外，通球時要求關閉支線閥門，不得漏氣。

2.2 TH10244單井集輸管線清管

TH10244管線腐蝕環境為高CO2、低H2S、高Cl-、低pH值；油水密度差大。針對單井管線管徑小、腐蝕環境惡劣情況，應用適用于清洗單井集輸管線的清管器。清管器主要有皮碗清管器、直板清管器等種類。

由于管道出口壓力的要求不低于0.1MPa，清管器運行速度要求為12～18km/h，所以這種約束條件決定了一定入口壓力對應著一個最優流量，一定管道入口流量對應著一個最優的入口壓力。清管球和聚氨酯泡沫清管器入口壓力及入口流量可取范圍比直板清管器更大，對于本次目標管道，選取清管球和聚氨酯泡沫清管器更具安全性；而直板清管器由于摩阻更大，對入口壓力、流量的要求更高，堵塞可能性更大。

通過模擬定量分析優化選取聚氨酯整體清管球或聚氨酯泡沫清管器。先用清管球清管，完畢之后，再發送泡沫清管器，既可以收到更好的清管效果，又可以降低泡沫清管器磨損，延長其使用壽命，提高經濟效益。

TH10244單井管線采用物理清洗為主，施工工序如下：施工準備→通風吹掃→清管器清管→檢驗。首先啟動空壓機掃出管中試壓用水，然后放清管器，啟動空壓機開始清管，清管器到達收球筒后取出清管器。重復以上步驟，直到達到管線清洗的標準，清管作業共投5個軟體清管器（在投球時發現清管器有刮痕，可能管道焊接時有流掛，所以沒有用硬質清管器），順序是直徑先小后大，清管器直徑為95mm至（100～110）mm，管線運行壓力為0.2～0.4MPa，通球15分鐘，可以使管道清潔，提高緩釋劑預膜效果，保證管道輸送流體質量及輸送安全。

3 清管工藝技術的特點

（1）清管器清管工藝為油氣單井集輸管道的防腐和修復提供了一種經濟有效手段，成功地應用于塔河油田直徑DN100的單井集輸管道清管作業中，可反復使用，壽命7～8年，清洗費用低。

（2）一次清管距離長，施工周期短。

（3）工藝技術簡單，操作方便，勞動強度低。

（4）可達到St2、St3級從而減少腐蝕。延長管線使用壽命、提高輸送能力及經濟效益。

4 結語

清管器清管技術對塔河油田的腐蝕管道修復、改造、維護具有重大意義，對加快油田建設和促進防腐技術發展有積極作用，其經濟效益和社會效益都十分顯著，而在管線投運之初就采用清管技術只需幾萬元，費用是更換新管線的3%，節約直接成本費用幾十萬元，其管線的耐腐蝕性得到了提高，延長了管道使用壽命的基礎上減少頻繁更換新管線的費用，在設計時就考慮到以后要經常清管，管道就不會出現結垢堵塞和頻繁腐蝕穿孔污染等問題。

參考文獻

[1] 孫旭，陳欣，劉愛俠.清管器類型與應用[J].清洗世界，2010，26（6）：37-41.

[2] 張連翠.石油天然氣管道清管器及其應用[J].勝利油田職工大學學報，2009，23（3）：70-72.

作者簡介：韓陽（1983—），男，供職于中石化西北油田分公司工程技術研究院，研究方向：油田腐蝕與防護工程技術；張江江（1983—），男，中石化西北油田分公司工程技術研究院助理工程師，碩士，研究方向：油氣田腐蝕防護。

（責任編輯：周 瓊）