高壓水射流除垢技術在油田的應用

油氣田在開發過程中大量存在結垢問題，已嚴重影響了油田生產。垢的種類很多，但通常油田產出水中只含有其中少數幾種垢。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的集輸管線進行停產更換，極大的影響了原油的正常生產。
 
一、除垢原理

高壓水射流除垢是利用柱塞泵產生的高壓水經噴嘴噴射到垢層來除垢，除垢徹底、效率高，是目前國內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、參數選擇

高壓水射流的壓力是根據垢層的附著力和管線的材質進行優選。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過現場的多次對比試驗，在沖洗內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。