高压水射流清洗油管在江苏油田的应用

２０　　　　石油规划设计　　第１３卷第５期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　设　　计　　　　　

　　

高压水射流清洗油管在江苏油田的应用　

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谢　　俊

江苏石油勘探局勘察设计研究院　

　

　

谢　　俊．　高压水射流清洗油管在江苏油田的应用．　石油规划设计，２００２，１３（５）：２０～２１　

　

摘　　要　　介绍高压水射流清洗油管技术的原理、主要技术指标、工艺特点。该技术成功应用于江苏油田试采一厂油管修复厂工程，运行半年共清洗油管２２０　ｋｍ和抽油杆１００　ｋｍ，提高了清洗质量，取得了良好的效果。　

主题词　　高压　　水力射流　　清洗　　油管　　应用　　

目前在江苏油田各采油厂油管修复工艺中，油管清洗工序大多采用化学清洗方法。化学清洗方法工艺简单，但其清洗质量易受油管内外壁污物和环境等因素的影响。对于堵死的油管必须先用钻通杆进行预先钻通处理，才能保证清洗作业正常进行。　

江苏油田试采一厂油管修复厂工程中成功地应用了高压水射流清洗油管技术，取代了化学清洗油管方法。经高压水射流清洗后油管内外表面干净，经手擦无明显油污，对于注水井结垢严重和油污堵塞的油管特别有效。此技术还应用在抽油杆清洗上，与油管清洗不同之处是取消了内清洗线，也取得了良好的效果。　

１　　高压水射流清洗油管技术及特点　

（１）高压水射流清洗油管技术原理。利用高压泵打出的常温高压水，经高压喷嘴将高压低流速的水转换为低压高流速的射流，并以很高的冲击动能和一定的角度连续不断地射向油管内外表面，从而将油管内外表面的油污、蜡质、水垢、铁锈等污垢剥离下来，实现一次性清洗作业的目的。　

（２）高压水射流清洗油管技术与传统的化学清洗、机械方式清洗相比所具有的优点：一是选择适当的压力等级，高压水射流清洗油管技术不会损伤油管的基体；二是高压水射流清洗质量好、稳定、操作简单，清洗效率高及节能、不污染环境；三是

对不同类型的污物都能一次彻底清除，对于注水井油管内水垢清除特别有效。　

２　　油管清洗作业线的主要技术指标、工艺流程及特点　

（１）主要技术指标　

高压水射流清洗油管作业线的主要技术参数见表１。　

　

　　　　　　　

　

　　　　　　　

　

　　

（２）工艺流程　

高压水射流油管清洗作业线主要由高压泵系统、内外清洗线、水处理系统及自动控制系统等组成。　

①高压泵系统由高压柱塞泵、给水系统、高精度过滤系统、进水水压监控装置、变频器、高压管线等组成。该系统将常温常压水经高压泵变成常温高压流体，送往内外清洗线的高压喷嘴。　

②内外清洗线由油管传输系统、旋转内喷射杆、

　　＊　　谢　　俊，男，１９６９年生，工程师。１９９１年毕业于江汉石油学院石油矿藏机械专业，现在江苏石油勘探局勘察设计研究院从事压力容器、机械工厂、大型储罐设计工作。通信地址：江苏省扬州市文汇西路１号江苏石油勘探局勘察设计研究院公用室，２２５００９　

　　　　设　　计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　石油规划设计　　２００２年９月　　　２１　

油管通径规、枪杆扶正器等组成。　

这种方法比较好油管传输系统的作用是实现油管传输、拨管、

洗工序之前，外喷头设备放在工房外侧，防止了油管外侧油污进入工房内造成二次污染。　

螺旋前进、后退等。双滚轮组和油管前进轴线呈一定角度，油管在进给的同时也旋转，并且旋转的速度远大于前进的速度，这样在油管外表面清洗时，外喷头的水线与油管表面形成包络曲面。由控制台对变频调速器进行无级调速，控制油管旋转的速度，以便满足对各种污垢的清洗要求。　

旋转内喷射杆由气马达带动并产生高速旋转，５００～１５００　ｒ／ｍｉｎ之间可调。由于内喷射杆的高速旋转，水线距离减小，增加了水线密度，使水线与油管表面形成宽包络曲面，增加了单位时间清洗面积，有的弯曲状况，当油管弯曲超过要求，控制台发出信号将油管放置于不合格区。　

自动测速往复清洗装置的作用是当油管堵塞严重或弯曲时，传感器会发出信号使内喷射杆后退，然后前进，由此进行一次或数次反复清洗，致使油管清洗干净。如果经过多次往复，通径规仍然无法通过，则将此管放置于不合格区。整个过程自动控制，无需人工干预。　

枪杆扶正器的作用是通过６个支撑装置使内喷射杆枪头和通径规准确地进入油管。　

③水处理系统由回水槽、沉降池、过滤装置等组成。主要作用是对污水净化并再利用，确保循环水使用清洁，延长高压设备的使用寿命和检修周期。　

④自动控制系统由控制柜、操作台及微机控制系统等组成，由ＰＬＣ、微机工控软件完成整个清洗作业线的自动控制和监测，实现各设备的手动及自动化控制。　

高压水射流清洗油管作业线的工艺流程见图１。　　　　　　　　

图１　　高压水射流清洗油管作业线工艺流程

　

（３）主要特点　

①将外表面高压水射流清洗工序放在内表面清

②由于高压柱塞泵电功率较大，单台电机功率高达９０　ｋＷ，因此，工程中采用了变频调速技术，配套安装了西门子变频器，减少了能源消耗。由于高压柱塞泵运转时噪音较大，所以将泵放至独立的工房内，避免了噪音污染，保证了工人的劳动卫生。　

③内喷射杆上装有通径规，遇堵自动往复清洗，保证了清洗质量，并可清洗、通径两工序同步完成。全线清洗部分采用全封闭结构，环境清洁，保障安全，进料门自动开启关闭，有效地防止清洗水溅出。　

④控制系统采用变频调速技术，调整作业线的工艺参数方便。采用ＰＬＣ自动控制，实现了微机监控全线自动化。　

３　　经济效益分析　

江苏油田试采一厂油管修复厂原来采用的化学清洗方法，是利用蒸汽将清洗池中加入碱性清洗液及助剂的水加热至８０～９０℃，进行热水浸泡。蒸汽锅炉的原油消耗、管线维修费和人工费大，露天清洗池热量散发大，加热时间长，一般都需２～３　ｈ。现将高压水射流清洗油管作业线应用前后技术经济效益进行对比。　

平均每天清洗２００根，一年按２５１个工作日计算，考虑适当的检修时间，年清洗能力４００　ｋｍ。蒸汽锅炉加热清洗方法平均每千米油管费用为　　　　１　９５２元；高压水射流清洗油管工艺平均每千米油管费用约为９４３元。　

应用高压水射流清洗油管工艺后平均每千米油管节约费用为１　００９元，按年能力４００　ｋｍ计算年节约费用约４０万元，经济效益显著。　

　

高压水射流清洗油管技术是近年来一项新兴的技术，经过不断改进和发展，以其不污染环境、节约能源等优点，必将获得越来越多的应用。　　

参　　考　　文　　献　

［１］　　薛胜雄等著．　高压水射流技术与应用．　北京：机械工

业出版社，１９９８　

［２］　　温维众等著．　国内外输油（气）管道清洗技术综述．

管道运输，１９９９（４）　　

收稿日期：２００２－０３－１８　

编辑：郭洁敏