油田集輸管線集中除垢工藝探討

邵 瑋

（大慶油田第三采油廠第二油礦，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

石油從生產到運輸都需要經過其集輸管線，因此管線也經常會存在各種油、氣、水的介質，且其內部的溫度以及壓力都會影響著管線，長時間的運行必然會使得管線中出現結垢現象，高效的除垢工藝也就成為了企業所關注的重點。在當前市場上使用比較多的防垢措施有物理和化學的形式，但其使用效果存在著一定的局限。通過將防垢思路轉換為除垢理念，采用除垢工藝則起到了明顯的效果。通過該工藝能將結垢離子進行去除，從而來確保集輸管線的正常運行。

1 集輸管線集中除垢工藝的意義

在石油企業的生產中，如果集輸管線出現結垢現象，將會對管線的運行以及企業的生產都會產生一定的影響。其不僅會導致管線截面積縮小，引起管線以及系統設備設施的腐蝕，影響系統正常運行，嚴重時還會發生泄漏甚至是堵塞管線引發爆裂的情況[1]。因此，除垢對于油田企業有著重要意義。在整個集輸管線中，見得比較多的為碳酸鹽垢，其對屬于影響較小的水垢，且通過酸類液體的作用就能夠實現清除效果。其中硫酸鹽垢對整體的影響相對較大，且其很難被消除。在實際的集輸管線的結垢中，通常多種形式的垢混合而成的，而不僅僅是單獨某一種垢。影響比較大的有硫酸鈣垢、硫酸鍶垢、碳酸鈣垢和硫酸鋇垢等，由于碳酸鎂垢和碳酸鈣垢有著更低的溶解度，所以一般不會在低溫下產生，且被水解形成氯氧化鎂。其中硫酸鈣垢與硫酸鋇垢通常是由于不相容的水進行混合所形成的。

2 結垢影響因素

集輸管線在運行過程中出現結垢現象，是受到多方面因素的影響而形成的。其中包括所采出原油的含水率、水流的速度以及水溫等因素，根據這些因素做出相關實驗研究如下：

2.1 原油含水率對結垢的影響

結垢產生的主要離子有鈣離子與鎂離子等，其溶解度在水中相對較大。因此如果集輸管線中所運輸的原有中具有較高的含水率，那么其更容易產生結垢現象。通過將500g的原油水進行研究，采用防止、過濾等步驟，來了解含水率對結垢的影響。根據研究表明，原油中的含水率直接決定著其結垢情況，若含水率越高，則其相應的結垢就越多。特別是當含水率高于25%時，所產生的結垢現象則更為明顯。此時，需要通過使用相應的脫水處理，來減少結垢現象的產生。

2.2 流速與結垢的關系

在對水流速度因素進行分析時，同樣選用500g原油進行研究，采用連續攪拌、過濾等步驟，來了解其結垢情況。根據研究表明，在不考慮其他因素時，隨著水流的速度增加，其所產生的沉淀物在逐步降低，此時的結垢量也相應降低。當水流的速度超過2m/s時，其所產生的結垢現象就開始趨于平穩。所以在一般情況下，為了減少結垢現象，需將流速調至2m/s為最佳[2]。

2.3 溫度與結垢的關系

從上文中我們可以知道，鈣離子與鎂離子等是引起結垢的主要離子。因此，研究溫度因素關系時，就需要對不同溫度下各離子之間的濃度情況進行分析。根據實驗表明，當溫度在不斷提升時，其中的鈣離子與鎂離子濃度在逐步降低，此時的結垢現象更為明顯。特別是當其高于50℃時，其結構情況尤為明顯。因此，要想減少結垢情況的發生，通常需要將溫度控制在50℃以內。

3 集中除垢工藝

根據結垢影響因素，制定相應的除垢工藝，來減少集輸管道中的結垢現象。其除垢工藝通常采用集中除垢的方式，通過橫串聯以及豎并聯，將各除垢裝置進行有效關聯。該裝置中包括進液管線、不銹鋼筒體、出液管線、篩網、閥門、連接法蘭、管道加熱器以及末端法蘭等。采取豎并聯進行連接不僅能夠滿足整個工藝的使用，還能夠在根據使用情況進行備用。當系統需要進行清除結垢時，那么相應的裝置需要停止運行，此時豎并聯中的其他裝置就可以繼續除垢，從而確保除垢的正常工作。在橫串聯中，在進行除垢裝置的選擇時，以其結垢程度為依據來進行，從而確保結垢能夠得到徹底的清除，且不會在出現結垢現象。

在集中除垢工藝中，其主要流程如下：首先將所需的原油介質輸入至除垢裝置，根據實驗我們可以知道溫度對結垢的影響。因此，在裝置中通過加熱器將介質加熱到合適的溫度。同時，通過篩網將流速控制到合適范圍，其表面也相對比較粗糙，從而將所輸送的介質中鈣離子、鎂離子等的析出。系統中所采用的法蘭屬于密封金屬構件，因此其在使用過程中具有較好的密封性，同時也利于整體的拆卸。不僅如此，還可以根據系統中的各閥門對介質的流向進行控制，從而確保介質的運輸與除垢清垢工作不產生影響，以此提高工作效率。

4 集中除垢工藝的具體應用

通過該工藝對某油井集輸管道進行除垢處理。該油田所產的原油含水率在25%左右，而鈣離子濃度為1300.4mg/L，其礦化度為59463.77mg/L，每天的原油產量是25T。在該集輸管線中的有著明顯結垢現象，為了解決結垢現象，每周都需采取熱洗措施，同時還要對單井集輸管線進行定期更換。

以此為背景在該油田集輸管線采取除垢工藝，針對具體情況采取串聯或并聯的形式，將專用的設施進行合理安裝。通過加熱器，對管線中的介質進行加熱處理，并通過篩網來進行沉淀。因此，整套系統只需13d采取一次除垢即可，且沒有明顯的結垢情況，從而取得了較好的除垢效果。且通過該工藝進行除垢還具備較強的穩定性，以確保生產的穩定運行。通過各閥門來控制介質流向，來進行清垢處理，同時不影響生產，為生產提供了較大的幫助。

5 結語

通過了解結垢對集輸管線的危害以及影響結垢的因素，可以制定相應的集中除垢工藝，以此來保障油氣輸送的正常運行。根據實際情況，將除垢工藝進行有針對性地運用在集輸管線中，能有效清除結垢其防止結垢情況再次發生，提升石油企業的生產效率。從而為企業創造更多的價值，促進企業的長久發展。