论文部分内容阅读
摘要：石油管道是石油产品输送最常用的媒介和最主要的输送设备，通常由金属制成，由于石油管道长时间使用后，金属内壁在空气腐蚀下会自动生锈以及产生污垢，污垢的存在会影响设施的正常运转，金属锈迹会影响石油的纯度，因此有必要定时对石油管道的内壁进行防垢和除锈处理，以保证原油的纯度和输送的正常。
关键词：输油管线;防垢除锈;工艺研究
前言：我国石油管道网络布局已经贯穿东北及西南西部等地区，管道输送是当前石油运输的最主要形式，具有高效、低耗、连续输送和自动化程度高等优势;石油管网管理是庞大而复杂的工程，管道生锈、结垢问题已经成为影响油田正常开发的重要因素之一，严重的结垢生锈问题会造成的管线的堵塞与报废，不仅给生产企业带来了巨大的经济损失，同时还会对环境污染、生态安全等造成一定程度的隐患;因此，从根本上解决管线的防垢除锈问题成为油气企业系统工作中的重要环节，同时对原油的正常生产具有重要的现实意义。
1.输油管线污垢形成的原因分析
污垢通常以混合物的状态存在，原油管道中污垢和锈迹形成的原因是多方面的，离子结合后在水中形成不溶或难溶的物质，积累后形成盐类分子，分子进一步结合和排列而形成微晶体，进而产生晶粒化的过程，先是少量垢核心在管道表面形成附着，然后更多的其它垢化合物聚集成更大的垢团并堆积长大沉积成垢，在不同管道的条件下，一部分垢被冲刷流走，随着环境温度的变化，难溶或微溶盐的的溶解度不断下降，导致更多的物质析出，形成不同的结垢物，继续生长并最终阻塞管道，管道污垢物通常包括盐类垢和含钙、镁、锶的硫酸盐和碳酸盐类垢，污垢的形成会受到温度和PH值等各种因素的影响。
2.污垢对输油管线的危害
结垢对输油管线的危害主要体现在几个方面，一是造成能源的浪费，由于原油在管道内的运送过程中需要使用相关的换热设备对原油进行升温以及加热，污垢物会增加流体阻力，降低换热效率，影响换热设备的运行效能，从而造成整体的运行成本增加;二是造成环境污染，管线污垢物形成后，必然会采取一定的措施清垢，其中化学清垢就是常用的手段之一，而化学清洗后的酸液排放等会给环境带来一定的污染，频繁的化学酸液排放甚至会破坏生态平衡，给人们的生活带来严重影响;三是造成油企生产成本的增加，一方面是结垢导致的设备负担，运行设施成本增加，一方面因除垢除锈所产生的水资源浪费，电力浪费，以及更换管线，清洗管线等付出的人工维护成本等等无形中都增加了油企的生产成本，影响了整体的经济收益。
3.输油管线的防垢除锈工艺
3.1化学除垢工艺
化学除垢工艺是通过在根据管道内污垢的化学成分来投放合适的化学试剂对污垢和锈迹进行溶解和清除，通过定期投放阻垢缓蚀剂和杀菌剂对管道进行杀菌剥离清洗，杀菌剥离的目的是去除附着在管道中的泥垢和粘泥附着物，防垢剂的有效成分为高浓度粘性络合物，通过螯合等作用，在储层中能够缓慢释放，抑制成垢离子的产生，切断其对药剂的隔绝作用，使药剂最大限度发挥其缓蚀阻垢的作用，以达到除锈与去污的目的;虽然化学除垢效果显著，但一定程度上会加速设备和管道的腐蚀，造成对环境的污染;在国家日渐提供绿色社会的今天，化学除垢法已经不能满足绿色环保的社会发展需要，无法兼具社会效益与经济效益，具有一定的局限性。
3.2利用机械设备除垢
机械除垢是指通过借助各种器械设备对管道进行清理，常用的除垢设备有小型的扁铲、刮刀、撬棒等，大型的除垢设备有强力清管器、刷轮清管器、钉轮清管器、磁力清管器，炮弹性钢针清管器以及清丸机和空化水射流等设备;借助器械工具深入管道中利用器械与管道结垢面摩擦，挤压等力的作用下使污垢物被粉碎甚至脱落以达到除垢的目的;利用机械除垢时要随时注意观察除垢进度，并对刮削力进行调控，以免出现”过清理”而造成的管道损伤，影响管道使用寿命。
3.3超声波除垢工艺
随着科技的进步，除垢工艺随着时代的变化也在不断更迭，朝更科学、更环保、使用更便捷的方向发展，比如在医疗，检测以及军事领域被广泛应用的超声波技术就被发展为新兴的除垢技术，超声波除垢技术是利用超声波传播过程中产生的剪切应力效应、高速微涡效应以及超声凝聚效应，是一种纯物理的防垢技术，对管道无腐蚀，对环境无污染，能有效提高产品质量和生产效率，降低人工维护费用，延长管道使用寿命，具有较好的经济效益。
3.4电磁场除垢工艺
利用电磁场能量进行除垢是一项结合了生物、化学、物理反应的复杂处理过程，通过将直流脉冲技术与变频原理相结合而产生变频电磁场处理技术，电磁场除垢技术是在静电阻垢和磁场软化水的基础上发展起来的新型物理除垢处理技术，集除锈防锈，除垢防垢，杀菌緩蚀以及增注等各种功能于一体的综合除垢工艺，有较好的去除管线污垢效果。
结束语：随着我国经济的高速发展和国民生活水平的不断提高，对石油的市场需要量越来越大，原油输送管道工程迈入集中建设时期，输油管网的安全生产管理任重道远，通过从地层特征及结垢机理等方面入手，深入研究清垢防锈配方体系，不断优化施工工艺和施工参数，采取行之有效的措施对输油管道进行防锈除垢技术应用，为实现石油的高产、稳产奠定坚实基础。
参考文献：
[1] 张斌 刘武 周裕鑫 李静 朱可 油气管道自动喷砂除锈装置的研制与应用《线路工程》2008，27（10）32-35页
[2] 廖松 邓松圣 李亮 雷传超 用于清洗除锈的淹没空化水射流喷嘴实验研究《天然气与石油》 2018年04期124-125页
[3] 龙斌 吕喜军 唐德渝 刘海超 张建护 王克宽 刘明珠 环保型全自动管道喷砂除锈机的研制及应用《机具设备》2011，37（6）36-38页
关键词：输油管线;防垢除锈;工艺研究
前言：我国石油管道网络布局已经贯穿东北及西南西部等地区，管道输送是当前石油运输的最主要形式，具有高效、低耗、连续输送和自动化程度高等优势;石油管网管理是庞大而复杂的工程，管道生锈、结垢问题已经成为影响油田正常开发的重要因素之一，严重的结垢生锈问题会造成的管线的堵塞与报废，不仅给生产企业带来了巨大的经济损失，同时还会对环境污染、生态安全等造成一定程度的隐患;因此，从根本上解决管线的防垢除锈问题成为油气企业系统工作中的重要环节，同时对原油的正常生产具有重要的现实意义。
1.输油管线污垢形成的原因分析
污垢通常以混合物的状态存在，原油管道中污垢和锈迹形成的原因是多方面的，离子结合后在水中形成不溶或难溶的物质，积累后形成盐类分子，分子进一步结合和排列而形成微晶体，进而产生晶粒化的过程，先是少量垢核心在管道表面形成附着，然后更多的其它垢化合物聚集成更大的垢团并堆积长大沉积成垢，在不同管道的条件下，一部分垢被冲刷流走，随着环境温度的变化，难溶或微溶盐的的溶解度不断下降，导致更多的物质析出，形成不同的结垢物，继续生长并最终阻塞管道，管道污垢物通常包括盐类垢和含钙、镁、锶的硫酸盐和碳酸盐类垢，污垢的形成会受到温度和PH值等各种因素的影响。
2.污垢对输油管线的危害
结垢对输油管线的危害主要体现在几个方面，一是造成能源的浪费，由于原油在管道内的运送过程中需要使用相关的换热设备对原油进行升温以及加热，污垢物会增加流体阻力，降低换热效率，影响换热设备的运行效能，从而造成整体的运行成本增加;二是造成环境污染，管线污垢物形成后，必然会采取一定的措施清垢，其中化学清垢就是常用的手段之一，而化学清洗后的酸液排放等会给环境带来一定的污染，频繁的化学酸液排放甚至会破坏生态平衡，给人们的生活带来严重影响;三是造成油企生产成本的增加，一方面是结垢导致的设备负担，运行设施成本增加，一方面因除垢除锈所产生的水资源浪费，电力浪费，以及更换管线，清洗管线等付出的人工维护成本等等无形中都增加了油企的生产成本，影响了整体的经济收益。
3.输油管线的防垢除锈工艺
3.1化学除垢工艺
化学除垢工艺是通过在根据管道内污垢的化学成分来投放合适的化学试剂对污垢和锈迹进行溶解和清除，通过定期投放阻垢缓蚀剂和杀菌剂对管道进行杀菌剥离清洗，杀菌剥离的目的是去除附着在管道中的泥垢和粘泥附着物，防垢剂的有效成分为高浓度粘性络合物，通过螯合等作用，在储层中能够缓慢释放，抑制成垢离子的产生，切断其对药剂的隔绝作用，使药剂最大限度发挥其缓蚀阻垢的作用，以达到除锈与去污的目的;虽然化学除垢效果显著，但一定程度上会加速设备和管道的腐蚀，造成对环境的污染;在国家日渐提供绿色社会的今天，化学除垢法已经不能满足绿色环保的社会发展需要，无法兼具社会效益与经济效益，具有一定的局限性。
3.2利用机械设备除垢
机械除垢是指通过借助各种器械设备对管道进行清理，常用的除垢设备有小型的扁铲、刮刀、撬棒等，大型的除垢设备有强力清管器、刷轮清管器、钉轮清管器、磁力清管器，炮弹性钢针清管器以及清丸机和空化水射流等设备;借助器械工具深入管道中利用器械与管道结垢面摩擦，挤压等力的作用下使污垢物被粉碎甚至脱落以达到除垢的目的;利用机械除垢时要随时注意观察除垢进度，并对刮削力进行调控，以免出现”过清理”而造成的管道损伤，影响管道使用寿命。
3.3超声波除垢工艺
随着科技的进步，除垢工艺随着时代的变化也在不断更迭，朝更科学、更环保、使用更便捷的方向发展，比如在医疗，检测以及军事领域被广泛应用的超声波技术就被发展为新兴的除垢技术，超声波除垢技术是利用超声波传播过程中产生的剪切应力效应、高速微涡效应以及超声凝聚效应，是一种纯物理的防垢技术，对管道无腐蚀，对环境无污染，能有效提高产品质量和生产效率，降低人工维护费用，延长管道使用寿命，具有较好的经济效益。
3.4电磁场除垢工艺
利用电磁场能量进行除垢是一项结合了生物、化学、物理反应的复杂处理过程，通过将直流脉冲技术与变频原理相结合而产生变频电磁场处理技术，电磁场除垢技术是在静电阻垢和磁场软化水的基础上发展起来的新型物理除垢处理技术，集除锈防锈，除垢防垢，杀菌緩蚀以及增注等各种功能于一体的综合除垢工艺，有较好的去除管线污垢效果。
结束语：随着我国经济的高速发展和国民生活水平的不断提高，对石油的市场需要量越来越大，原油输送管道工程迈入集中建设时期，输油管网的安全生产管理任重道远，通过从地层特征及结垢机理等方面入手，深入研究清垢防锈配方体系，不断优化施工工艺和施工参数，采取行之有效的措施对输油管道进行防锈除垢技术应用，为实现石油的高产、稳产奠定坚实基础。
参考文献：
[1] 张斌 刘武 周裕鑫 李静 朱可 油气管道自动喷砂除锈装置的研制与应用《线路工程》2008，27（10）32-35页
[2] 廖松 邓松圣 李亮 雷传超 用于清洗除锈的淹没空化水射流喷嘴实验研究《天然气与石油》 2018年04期124-125页
[3] 龙斌 吕喜军 唐德渝 刘海超 张建护 王克宽 刘明珠 环保型全自动管道喷砂除锈机的研制及应用《机具设备》2011，37（6）36-38页