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(chǎn)到運(yùn)輸都需要經(jīng)過(guò)其集輸管線，因此管線也經(jīng)常會(huì)存在各種油、氣、水的介質(zhì)，且其內(nèi)部的溫度以及壓力都會(huì)影響著管線，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行必然會(huì)使得管線中出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，高效的除垢工藝也就成為了企業(yè)所關(guān)注的重點(diǎn)。在當(dāng)前市場(chǎng)上使用比較多的防垢措施有物理和化學(xué)的形式，但其使用效果存在著一定的局限。通過(guò)將防垢思路轉(zhuǎn)換為除垢理念，采用除垢工藝則起到了明顯的效果。通過(guò)該工藝能將結(jié)垢離子進(jìn)行去除，從而來(lái)確保集輸管線的正常運(yùn)行。

1 集輸管線集中除垢工藝的意義

在石油企業(yè)的生產(chǎn)中，如果集輸管線出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，將會(huì)對(duì)管線的運(yùn)行以及企業(yè)的生產(chǎn)都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。其不僅會(huì)導(dǎo)致管線截面積縮小，引起管線以及系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施的腐蝕，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生泄漏甚至是堵塞管線引發(fā)爆裂的情況[1]。因此，除垢對(duì)于油田企業(yè)有著重要意義。在整個(gè)集輸管線中，見(jiàn)得比較多的為碳酸鹽垢，其對(duì)屬于影響較小的水垢，且通過(guò)酸類(lèi)液體的作用就能夠?qū)崿F(xiàn)清除效果。其中硫酸鹽垢對(duì)整體的影響相對(duì)較大，且其很難被消除。在實(shí)際的集輸管線的結(jié)垢中，通常多種形式的垢混合而成的，而不僅僅是單獨(dú)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(huì)在低溫下產(chǎn)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(jìn)行混合所形成的。

2 結(jié)垢影響因素

集輸管線在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)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(jù)這些因素做出相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究如下：

2.1 原油含水率對(duì)結(jié)垢的影響

結(jié)垢產(chǎn)生的主要離子有鈣離子與鎂離子等，其溶解度在水中相對(duì)較大。因此如果集輸管線中所運(yùn)輸?shù)脑兄芯哂休^高的含水率，那么其更容易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。通過(guò)將500g的原油水進(jìn)行研究，采用防止、過(guò)濾等步驟，來(lái)了解含水率對(duì)結(jié)垢的影響。根據(jù)研究表明，原油中的含水率直接決定著其結(jié)垢情況，若含水率越高，則其相應(yīng)的結(jié)垢就越多。特別是當(dāng)含水率高于25%時(shí)，所產(chǎn)生的結(jié)垢現(xiàn)象則更為明顯。此時(shí)，需要通過(guò)使用相應(yīng)的脫水處理，來(lái)減少結(jié)垢現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.2 流速與結(jié)垢的關(guān)系

在對(duì)水流速度因素進(jìn)行分析時(shí)，同樣選用500g原油進(jìn)行研究，采用連續(xù)攪拌、過(guò)濾等步驟，來(lái)了解其結(jié)垢情況。根據(jù)研究表明，在不考慮其他因素時(shí)，隨著水流的速度增加，其所產(chǎn)生的沉淀物在逐步降低，此時(shí)的結(jié)垢量也相應(yīng)降低。當(dāng)水流的速度超過(guò)2m/s時(shí)，其所產(chǎn)生的結(jié)垢現(xiàn)象就開(kāi)始趨于平穩(wěn)。所以在一般情況下，為了減少結(jié)垢現(xiàn)象，需將流速調(diào)至2m/s為最佳[2]。

2.3 溫度與結(jié)垢的關(guān)系

從上文中我們可以知道，鈣離子與鎂離子等是引起結(jié)垢的主要離子。因此，研究溫度因素關(guān)系時(shí)，就需要對(duì)不同溫度下各離子之間的濃度情況進(jìn)行分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)溫度在不斷提升時(shí)，其中的鈣離子與鎂離子濃度在逐步降低，此時(shí)的結(jié)垢現(xiàn)象更為明顯。特別是當(dāng)其高于50℃時(shí)，其結(jié)構(gòu)情況尤為明顯。因此，要想減少結(jié)垢情況的發(fā)生，通常需要將溫度控制在50℃以?xún)?nèi)。

3 集中除垢工藝

根據(jù)結(jié)垢影響因素，制定相應(yīng)的除垢工藝，來(lái)減少集輸管道中的結(jié)垢現(xiàn)象。其除垢工藝通常采用集中除垢的方式，通過(guò)橫串聯(lián)以及豎并聯(lián)，將各除垢裝置進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)。該裝置中包括進(jìn)液管線、不銹鋼筒體、出液管線、篩網(wǎng)、閥門(mén)、連接法蘭、管道加熱器以及末端法蘭等。采取豎并聯(lián)進(jìn)行連接不僅能夠滿(mǎn)足整個(gè)工藝的使用，還能夠在根據(jù)使用情況進(jìn)行備用。當(dāng)系統(tǒng)需要進(jìn)行清除結(jié)垢時(shí)，那么相應(yīng)的裝置需要停止運(yùn)行，此時(shí)豎并聯(lián)中的其他裝置就可以繼續(xù)除垢，從而確保除垢的正常工作。在橫串聯(lián)中，在進(jìn)行除垢裝置的選擇時(shí)，以其結(jié)垢程度為依據(jù)來(lái)進(jìn)行，從而確保結(jié)垢能夠得到徹底的清除，且不會(huì)在出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)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(zhì)輸入至除垢裝置，根據(jù)實(shí)驗(yàn)我們可以知道溫度對(duì)結(jié)垢的影響。因此，在裝置中通過(guò)加熱器將介質(zhì)加熱到合適的溫度。同時(shí)，通過(guò)篩網(wǎng)將流速控制到合適范圍，其表面也相對(duì)比較粗糙，從而將所輸送的介質(zhì)中鈣離子、鎂離子等的析出。系統(tǒng)中所采用的法蘭屬于密封金屬構(gòu)件，因此其在使用過(guò)程中具有較好的密封性，同時(shí)也利于整體的拆卸。不僅如此，還可以根據(jù)系統(tǒng)中的各閥門(mén)對(duì)介質(zhì)的流向進(jìn)行控制，從而確保介質(zhì)的運(yùn)輸與除垢清垢工作不產(chǎn)生影響，以此提高工作效率。

4 集中除垢工藝的具體應(yīng)用

通過(guò)該工藝對(duì)某油井集輸管道進(jìn)行除垢處理。該油田所產(chǎn)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(chǎn)量是25T。在該集輸管線中的有著明顯結(jié)垢現(xiàn)象，為了解決結(jié)垢現(xiàn)象，每周都需采取熱洗措施，同時(shí)還要對(duì)單井集輸管線進(jìn)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(duì)具體情況采取串聯(lián)或并聯(lián)的形式，將專(zhuān)用的設(shè)施進(jìn)行合理安裝。通過(guò)加熱器，對(duì)管線中的介質(zhì)進(jìn)行加熱處理，并通過(guò)篩網(wǎng)來(lái)進(jìn)行沉淀。因此，整套系統(tǒng)只需13d采取一次除垢即可，且沒(méi)有明顯的結(jié)垢情況，從而取得了較好的除垢效果。且通過(guò)該工藝進(jìn)行除垢還具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性，以確保生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)各閥門(mén)來(lái)控制介質(zhì)流向，來(lái)進(jìn)行清垢處理，同時(shí)不影響生產(chǎn)，為生產(chǎn)提供了較大的幫助。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)了解結(jié)垢對(duì)集輸管線的危害以及影響結(jié)垢的因素，可以制定相應(yīng)的集中除垢工藝，以此來(lái)保障油氣輸送的正常運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際情況，將除垢工藝進(jìn)行有針對(duì)性地運(yùn)用在集輸管線中，能有效清除結(jié)垢其防止結(jié)垢情況再次發(fā)生，提升石油企業(yè)的生產(chǎn)效率。從而為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值，促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。