油田配注站站內匯管的化學清洗

龍明明

摘要：隨著油田配注站使用時間的增加，站內匯管由于管壁垢樣附著物的存在導致配注水質延程變差，對匯管的清洗程度一直是油田配注站十分關心的問題。本文通過現場試驗表明，采用嚴格配制的化學藥劑、配合規范操作進行匯管清洗，能夠有效提高清洗程度。

關鍵詞：匯管;清洗方法;化學清洗;清洗劑

油田配注站站內匯管系統是配注站站內注入系統的主干道，該系統由DN250管線、DN250靜態混合器、DN250閥門、流量計等組成。每當系統運行到一定周期系統的靜態混合器及管線內壁會堆積厚度達到50mm的堿結晶污垢。當匯管系統一旦結了水垢、污垢，不但降低了注入效率，同時需要注入的堿液與表活劑也不能均勻的混溶。這些造成后端井口注入不能正常運行無法完成預定注入值降低油田產量。因此及時地去除站內匯管系統中的各類污垢，不僅僅是恢復日常生產工作量，同時滿足節能、安全的需要，也是延長設備使用壽命的需要。

一、常規清洗方式

油田設備清洗分為物理清洗和化學清洗

1、物理清洗是利用力學、聲學、光學、電學、熱學的原理，依靠外來能量的作用，如機械摩擦、超聲波、負壓、高壓、沖擊、紫外線、蒸汽等去除物體表面污垢而不改變污類組分的清洗方法，即不改變原來的化學分子組分的方法。

2、化學清洗是依靠化學反應的作用，利用化學藥品或其它溶劑清除物體表面污垢的方法。它是一種最有效的除垢手段，對各類污垢都有極強的去除能力。如用各種無機或有機酸去除物體表面的銹跡、水垢，用氧化劑去除物體表面的色斑等。利用化學藥劑使表面污染或覆蓋層（如垢層）與其發生化學反應而被除去，如對垢層的酸洗、堿洗等。為使基材在化學清洗中不受腐蝕或使腐蝕率控制在允許范圍內，通常在化學清洗液中要加入適量的緩蝕劑和起活化、滲透、潤濕作用的添加劑。方法：浸泡法、循環法、運轉中清洗法也叫不停車化學清洗法。

二、針對配注站匯管優化的化學清洗方法

結合配注站常見流體及垢樣物前期試驗數據，優先采用酸性化學清洗方法。其基本原理是利用清洗劑在水中離解出H+，使堿垢、水垢與H+反應而溶解。主要的化學溶解反應如下：

MeO+2H+=Me2++H2O

MeCO3+2H+=Me2++H2O+CO2↑

式中Me2+泛指金屬離子。

在上述垢層的溶解過程中，H+離子起主要的作用。但除此之外，酸根的存在對堿垢、水垢的溶解也有一定的影響，有時還是關鍵性的。

酸性清洗由于溶垢速度快，溶垢能力強，而得到廣泛應用，特別在清洗一些垢層較厚的堿垢、水垢具有其它清洗方法不可取代的優越性。同時，也要注意站內匯管管線中堿垢與表活劑相互摻雜，僅僅依靠單一酸種無法完全滲透，因此在酸洗的過程中需要添加硬垢轉化劑以將原有垢質轉型，打破高分子鏈能將清洗液與堿垢、水垢發生反應。

常用酸洗劑

1.鹽酸：鹽酸是一種強酸，由于大多數金屬的鹽酸鹽易溶于水，因此鹽酸的溶垢能力較強，能快速溶解鐵銹、銅銹、鋁銹、碳酸鹽水垢，但鹽酸對不少金屬材料有極強的腐蝕性，必須添加合適的緩蝕劑。

2.硬垢轉化劑：打破表活劑分子鏈，能將清洗劑滲透進入垢質內部與堿垢、水垢發生反應進行清洗。

三、清洗實例

以某油田試驗大隊聚中二配注站站內匯管清洗為例，根據現場試驗情況制定了嚴格的清洗施工方案。

1、施工工序

施工前準備工作——鋪設防滲布——隔離待清洗設備——連接臨時管線形成閉合回路或開路——化學清洗作業——質量驗收——廢液中和處理——施工場地恢復——工程驗收——回收清洗廢液——設備及人員撤離。

2、施工流程

2.1 水沖洗

目的：水沖洗及系統試漏的目的是除去系統中泥沙、浮油脫離的金屬氧化物及其他松動污垢，并在模擬清洗狀態下對臨時接管處泄漏情況進行檢查。

水壓檢漏試驗時，將全系統注滿液態介質，調節出口回液閥門，檢查系統中焊縫、法蘭、閥門、管線連接處泄漏情況并及時處理，以保證清洗過程中清洗液的正常運行。液態介質按低進高出方式運行，當沖洗排水清澈透明，目測與進水水質基本一致即可結束水沖洗。

施工要求：常溫條件下，流量50米3/小時，沖洗時長15-20分鐘;

2.2 酸性清洗

①在清洗槽內配制酸性清洗劑和緩蝕劑，質量份數分別為5-10%清洗劑、1‰緩蝕劑、2-4%硬垢轉化劑，為監測整個清洗過程中清洗液對設備材質的腐蝕速度在清洗槽懸掛與設備材質等同不銹鋼腐蝕試片。

②酸洗過程中濃度監測

測試項目：酸液濃度1次/45-60分鐘;鐵離子濃度1次/45-60分鐘。

③當酸液質量份數低于3%時向清洗槽內添加酸性清洗劑補足組分。如清洗過程中鐵離子濃度高于500mg/L則需替換循環系統中清洗液重新配液方可繼續清洗作業。

④清洗終點判定

當兩次監測鐵離子濃度相差低于50mg/L并平衡20分鐘以上，并且回液管無氣體生成則停止清洗。

工藝條件：常溫條件下清洗時長1-1.5小時。

2.3 水沖洗

用大排量清水沖洗管線內化學清洗殘液和管內的固相殘渣，廢液回收中和處理后連同廢渣送指定地點排放。當排出液PH值達到5以上時停止水沖洗。

2.4 漂洗

①目的是除去水沖洗時金屬表面可能產生的二次浮銹，以保證鈍化效果。

②進水至適當的液位，加入漂洗劑，用藥劑調PH=3.5～4.0，30分鐘后，酸濃度、鐵離子濃度都已穩定可結束漂洗。

③工藝條件。酸濃度1～2%，PH3.5～4。

2.5鈍化

①鈍化的目的是防止酸洗后處于活性狀態的金屬表面重新氧化而產生二次浮銹。

②漂洗結束后，若溶液中鐵含量小于500mg/L，直接用藥劑調PH至9～10加入鈍化藥劑進行鈍化。若溶液中鐵含量大于500mg/L，則應稀釋漂洗液至溶液中鐵含量小于500mg/L，再加入藥劑。

③、工藝條件。鈍化劑濃度4%，溫度40～60℃，PH9～10，鈍化時間20-40分鐘。

2.6水沖洗

在清洗槽每2分鐘監測一次PH值，PH值在8-9時水沖洗工序結束。水沖洗排量控制在30-40米3/小時以上。

3、清洗前后情況對比

清洗前，配注站外輸水匯管接口處結垢情況嚴重，管內有效通徑嚴重縮小，極大影響正常配注，清洗后管壁十分清潔，結垢情況得到徹底處理。

四、結論

經過配注站站內匯管的化學清洗現場試驗，從對比結果看，采用有針對性的化學清洗，結垢情況能夠得到徹底處理。同時也取得以下幾點認識：

1、針對匯管結垢情況適當添加硬垢轉化劑可以提高清洗效率。

2、藥劑的添加比例根據垢量的比例需酌量添加。

3、站內匯管必須周期性清洗，否則管線及靜混器引起的堵塞頻率會逐漸增加。

參考文獻：

[1] 石油聯合站供注水管線的在線化學清洗技術[J]. 馬英等. 科技創新與應用 2013（33）