集輸管線結垢腐蝕的機理分析與防護措施

孫磊

摘要：石油資源作為我國重要的能源來源之一，在采集過程中的效率與穩定性都是人們非常關注的問題。在石油采集過程中經常會出現結垢與腐蝕的問題，嚴重的情況下會導致采油工作開展的效率受到影響。根據現今我國采油集輸管線的結垢腐蝕情況來看，本文先針對于集輸管線結垢機理進行介紹，并對結垢所出現的現象緩解途徑進行介紹，最終對相應的防腐機理與防護策略展開分析，促進我國輸油工作開展的穩定性與安全性。

關鍵詞：集輸管線;結垢腐蝕;機理;防護措施

當采油集輸管線出現嚴重的結垢及腐蝕問題時，不但會使得原油的集輸效率嚴重下降，而且還可能會威脅集輸管線的運行安全，因此，對結垢及腐蝕問題進行深入研究十分重要。

1.采油集輸管線結垢機理

在對采油技術管線的正常使用過程中，會有多種的因素導致其出現結垢的問題。

（1）在經常的使用過程中，水中有大量的難溶解的鹽分子時，在對這些分子在進行輸送的過程中，就會出現下沉聚合的現象，繼而導致管線中出現大量的沉淀堆積，從而形成了管道中的結垢問題。

（2）一些鹽類分子會在結晶的作用輔助之下，出現化學作用或者是晶體出現組合，從而產生了一些新的微晶體，新的晶粒出現會導致大面積的堆疊與沉淀。再者，當晶體出現大面積的堆積時，還會出現晶體不斷長大的情況，在此時出現沉淀就會形成大面積的污垢。

（3）在不同的條件發展之下，管線中的結垢也會呈現出不同的表現。從晶體存在的動力學角度來看，整體的結構就是離子在飽和溶液是出現結晶的情況，而后晶體就會不斷的出現積累與成長，其在與不同的分子或者晶體進行聚焦，最終就會出現一些難以進行處理的巨大沉淀物，嚴重的阻礙著采油集輸管線的正常使用。集輸管道中的原油都是沒有經過處理的，所以就會含有大量的硫化物等腐蝕性成分，對于管道能夠產生最為直接的影響。并且集輸管道在使用中與集輸設備之間是直接連接的，集輸設備是屬于電氣化設備，所以在實際的使用中不可避免的存在雜散電流，根據現今的調查研究工作開展，這些雜散電流的存在也會引起比較嚴重的電化學腐蝕現象出現，導致管線中出現結垢的問題。

2.現階段緩解結構現象的技術

2.1接轉站分水

為了能夠更好的做好集輸管線的結垢預防控制工作接轉站的分水可以說是最為有效的一種方案。在接轉站進行分水，可以將結垢出現的原因消除掉，并有效的降低后續工作中出現結垢的可能性。在進行處理的過程中，接轉站的分水可以將輸送過程中含有的鈣鎂離子降低，這些離子的存在就是導致出現結垢問題的主要原因。在保障采油集輸過程安全的同時，還要具備有效降低污水處理的難度，對于緩解管線輸送壓力起到了重要的作用。

2.2加藥防垢

在對阻垢劑進行使用時，存在著一些弊端與問題，例如在油田水中有著含量較高的礦化度，就會導致處理的效果降低或減少，在大多數的油田中使用的聚合物阻垢劑，就其自身來講并沒有嚴格的使用要求與標準，所以在隨意使用之后就會帶來非常嚴重的后果，可能會對周邊的水體造成污染，繼而增加了采油工作開展后期污水處理的難度與成本。對于一些已經結垢的位置，或者是出現了析出結晶的情況的水體，都不能使用加藥防垢的方式進行處理，所以該技術在實際使用中有著非常大的局限性。

2.3磁防垢

磁防垢是一種新興的技術，在對該技術進行使用時成本比較低，只需要在每毫升三千毫克的水溶液中添加鹽，就能夠有效的降低集輸管道出現結垢問題的現狀。一般情況下，當其中的含鹽量比較低時，防垢的效果就會更加的明顯，但是當鹽的含量比較高時，實際上使用的處理效果就會削弱。

2.4除垢器

除垢器實際上是對所有可以進行防垢處理設備的總體稱呼，在現今的石油采集中使用最多的就是超聲波除垢器，該設備主要是降低無機鹽沉淀的工作原理，將水中能夠形成污垢的物質除去。一般情況下，在對該技術進行現實的使用時，需要鋪設比較長的設備管線，所以有著非常高的使用成本，在處理工作開展的過程中有著非常大的難度。隨著不斷的發展又出現了新型的除垢設備，該設備在使用中能夠將垢離子吸附到設備的周邊，有效的降低了管線中存在污垢的問題。

3.采油集輸管線腐蝕機理與保護策略分析

油田在生產原油的過程中會出現大量的電解質，如果不能在工作中將其及時采取措施進行處理的話，就會導致采油輸油管線因為長期受到電解質的化學腐蝕，導致使用壽命降低的情況出現，會造成石油企業的經濟巡視與安全事故等問題。對于集輸管線中出現結垢問題，使用最為常見的方法就是電解質防止出現結垢，主要是將水資源作為了中間介質，實現對石油資源的簡單分解。但是水資源中含有導電性，會對石油中的碳酸鈣等成分進行破壞，就會在集輸管道內出現結垢問題。

3.1涂層保護

管線中使用涂層保護，是一種超前的保護策略，在石油集輸管線的內外管壁中涂抹一些防腐涂料，能夠降低管道壁因為受到腐蝕性的可能，促使其整體防腐效果得以提升。但是，在不同的情況下，根據介質存在類型的不同，腐蝕能力與實際的作用范圍也并不一樣，在實際的工作中使用這樣的方法有著非常大的難度。對采油集輸管線做好防滲透性能處理與抗腐蝕性能處理工作之后，就需要根據油田的不同情況，選擇出最為合適的適應性能好的涂料進行使用。

3.2電化學保護

管線出現腐蝕，電化學因素也是非常重要的，電極電位對于腐蝕程度的影響是非常嚴重的，所以在金屬的外部還需要做好陰極極化與腐蝕程度處理工作的開展，實現對管線中電位的控制以及整體保護工作開展。當出現的腐蝕情況比較嚴重時，就必須要采取使用陰極陽極配合的保護方法，從而對管線的保護工作開展取得不錯的效果。

3.3涂層與電化學聯合防護

在對管線使用涂料進行防護工作開展的同時，對于一些會裸露部分的保護并不是非常充足的情況，就需要配合性的使用電化學防護，對整體的施工工藝進行處理，促使其更加符合實際應用中的工況需求。在對一些腐蝕情況比較嚴重的管線中，需要將涂層與電化學聯合使用進行防護工作的開展，從而在優勢上形成彼此的互補，更好的完成管線防護控制工作的開展。

3.4鋼材復合管線防護

鋼材復合管線防護技術的使用，是一種新型的針對于管線防護處理的方式，有效實現電化學腐蝕預防控制的技術類型，鋼材復合管線。針對于一些鹽堿地中常見的管線容易受到腐蝕的情況，這時候就需要使用自身有著較好較強抗腐蝕性的復合鋼材，對采油集輸管線進行鋪設，能夠從根本上降低管線受到腐蝕的可能性，并有效的延長了管線使用的壽命。

4.結語

在采油集輸管線的應用過程中，防止集輸管線出現結垢與腐蝕，不僅能夠提升傳輸工作開展的效率，也是保障傳輸產品品質的重要途徑之一。在對實際存在問題的解決過程中，需要做好對實際情況的控制工作，重點是針對于結垢與腐蝕問題的解決，從而能夠在工作開展中更好的滿足油田對于生產開發所提出的客觀性需求，能夠獲取到更多提升經濟效益與社會效益的機會。