高壓水射流除垢技術在油田的應用

油氣田在開發(fā)過程中大量存在結垢問題，已嚴重影響了油田生產(chǎn)。垢的種類很多，但通常油田產(chǎn)出水中只含有其中少數(shù)幾種垢。最常見的垢有碳酸鹽垢，組成為CaCO3、MgCO3；硫酸鹽垢，組成為CaSO4、BaSO4、SrSO4等；鐵化物垢，組成為FeCO3、FeS、Fe(OH)2、Fe2O3；還有NaCl垢。結垢主要發(fā)生在井下地層、油套管、地面設備和集輸管線等處，最為突出的還是集輸管線結垢得問題。特別是匯管、輸油支干線和加熱爐盤管等。每年需投入大量的人力、物力、財力，對結垢嚴重影響生產(chǎn)的集輸管線進行停產(chǎn)更換，極大的影響了原油的正常生產(chǎn)。
 
一、除垢原理

高壓水射流除垢是利用柱塞泵產(chǎn)生的高壓水經(jīng)噴嘴噴射到垢層來除垢，除垢徹底、效率高，是目前國內(nèi)外較成熟的一項除垢技術。高壓水射流增壓是運用液體增壓原理，通過高壓泵，將機械能轉換成壓力能，具有巨大壓力能的水通過小孔噴嘴將壓力能轉變成高壓水動能，從而形成高壓水射流。高速射流本身具有較高的剛性，在與垢碰撞時，產(chǎn)生極高的沖擊動壓和渦流。高壓水射流從微觀上存在剛性高和剛性低的部分，剛性高的部分產(chǎn)生的沖擊動壓增大了沖擊強度，宏觀上看起快速楔劈作用，而剛性低的部分相對于剛性高的部分形成了柔性空間，起吸屑、排屑作用，從而可以快速干凈地除去垢層。

二、參數(shù)選擇

高壓水射流的壓力是根據(jù)垢層的附著力和管線的材質進行優(yōu)選。結垢管的垢有沉積泥層、垢層、垢蝕層等多種形式，北京德高潔清潔設備有限公司經(jīng)過現(xiàn)場的多次對比試驗，在沖洗內(nèi)壁垢層的鋼質輸油管線時采用DP 800/84DS高壓清洗機可以達到較好的清洗效果。在噴頭的選擇上應兼顧高壓泵的排量和結垢管線的內(nèi)徑，對于直徑為159mm 的結垢管線來說，采用噴射孔直徑O.5mm 、噴射角為60°的后六噴頭，對垢層可以達到較好的去除效果。同時在增壓泵與噴頭之間的連接管路不宜過長，以50～70m 為宜，否則壓力損失太大會影響除垢質量。
 
三、技術優(yōu)點

高壓水射流除垢成本低。水射流使用的介質是自來水，并不需要添加洗滌劑，同時高壓水射流屬于細射流，平均用水量僅為2m³/h，大大節(jié)約了除垢費用。高壓水射流除垢速度非常快，由于水射流的沖刷、契劈及磨削等作用，可立即將結垢物打碎脫落，對于直徑為159 mm的結垢管線，除垢速度可達1 m/min。

綜上所述，我們可以看出高壓水射流除垢技術具有安全、清潔、無污染，應用范圍廣等特點，特別適用于油田集輸管線的清洗除垢，可大力推廣應用。