箱内转盘式油管清洗工艺技术研究

箱内转盘式油管清洗工艺技术研究

杜大力、赵海珍、吴晖、王斌、赵新凯、王贤志、王成、赵光志

胜利采油厂机采装备服务部

摘要：油管清洗是油管修复工艺中最基础、最重要的一个环节，清洗质量的优劣对油田的开采成本及作业质量有着较大的影响，油管清洗技术从化学煮泡式到高压水射流，再到太波热烘烤结合机械冲刷方式，目前发展到了烘烤、煮泡和机械冲刷相结合的方式。传统清洗方法存在内壁清洗不干净、效率低、能耗高、污染严重等问题，本文提出了全封闭式烘烤箱，天然气加热水煮和转盘带动清洗相结合的清洗方案。现场应用表明，该清洗方式提高了油管清洗质量和效率，拓宽了修复范围、降低了清洗成本，改善了工作环境，可以产生巨大的社会和经济效益。

关键词：油管；转盘；水煮；清洗

前 言

油管作为油田开发生产的主要材料，在作业成本中占着相当大的比重，其修复率及修复质量的高低直接影响综合效益的提升。随着开发进入后期，井深的不断增加、井况的日益复杂、措施工作量的逐渐增多，势必导致油管的需求量持续走高。油管清洗的洁净度对于后续探伤、车扣、试压工序影响较大，如果清洗不干净，外壁油污多将导致探伤设备检测精度下降，内壁不干净会造成通径不过或者卡管的问题。在现场修复过程中，我们发现普通钢制油管较易清洗，而含有内衬层的油管清洗难度最大。近年来在内衬管的清洗、修复方面相对落后，清洗效果不尽人意，外委修理成本高时效差，急需内部发挥潜力解决问题，保障生产。

1 油管清洗工艺现状和内衬管清洗存在的问题

1.1油管清洗工艺现状

1.1.1南线：采用半封闭式太波热烘烤箱，热辐射加热方式，油管最高温度40℃（冬季），本体外清洗采用常温水喷淋加高速旋转钢刷刷洗的方式；油管内壁采用低压、大排量泵注入水进行冲洗，夏季为常温水，冬季加热到40℃。以上方式针对普通油管清洗效果较好，但对于内衬管的清洗，外壁清洗效果尚可，内壁清洗不达要求，表现为内壁的质地较硬的油泥、石油蜡无法清除干净。

1.1.2北线：为全封闭式烘烤箱，夏季最高辐射加热温度可达100℃、外清洗为钢刷加高温水喷淋清洗；内洗水箱最高加热温度75℃（夏季）、55℃（冬季），每小时清洗22根（最慢速度），采用内洗循环水冲刷和通径规内刺洗两道工序，管外壁清洗效果好，管内壁仍然不理想。

1.2内衬管冬季难于清洗的原因分析

1.2.1内衬管的特殊结构导致油管内外温差大：钢的导热系数远比HDPE管的大（约相差500倍），表现为钢管达到化油的温度时HDPE管内部温度低，热量传导不到管内，管内油污软化不了，内洗热水洗不干净。

1.2.2提高箱体外辐射空气温度达到100℃以上时，外壁油污开始软化滴落，而内壁的油泥和胶质不能完全融化，此时HDPE内衬易软化变形，此法也不可行。

2 内衬管清洗工艺的前期调研及现场试验

2.1前期调研

为了解决内衬管清洗的难题，组织技术人员多次到其它单位学习、取经，学到了可资借鉴的经验，为我们开展现场试验，提出工艺方案打下了基础。

2.2前期试验

在清洗南线进行的试验，提高内清洗水温至50℃，加工带有一定刮削功能的螺旋槽内洗枪头，每根内衬管内洗两遍。试验结果表明，由于管汇较长，温降过多（出水端不到40℃），螺旋头刮削不彻底，内清洗效果不理想。

3 研究新型转盘水煮式工艺

3.1基本设计思路

现状调查后，我们认为单纯的烘烤式不能完全软化油污、胶质，不适应内衬管的清洗。而通过外厂调研和现场试验，得出结论是要获得好的清洗效果，必须想办法提高清洗温度，这也是目前最可行、最经济的方法。经过缜密的研究测算，分析利弊后，从安全、环保、可行性多方面考虑，我们提出了水煮式清洗工艺的设计思路，及利用水热导性好的特点，将油管浸泡在高温热水中一定时间，内外壁受热均匀，内壁中的油污胶质可全部融化，然后立即用热水内外冲洗，可基本去除油污。

3.2改进工艺研究

针对老式地下池煮泡工艺存在的诸多问题，我们研究了如下改进方案

3.2.1设计全封闭式水煮清洗箱

箱体全封闭（只有顶部留有几个观察口）杜绝人员落池的安全隐患。箱体经密封保温处理，最大限度减少热损失。箱内蒸汽经烟道集中排放，避免四处扩散造成的环境污染安装3-4套天然气直燃机，采用碳钢盘管对水箱加温，温度自动控制在85-100℃间，到上限后程序发出指令，燃烧器停止工作，降到下限后，燃烧器自动启动。使用的天然气是利用油井伴生气，气源稳定可靠、成本低、效率高、安全环保。

3.2.2研究齿轮转盘清洗工艺

老式清洗池为了防止油管堆积过多挤压无法正常捞起，池子宽度较长，一般都在5-7米，而这次改进选址是占用南线原分拣线的一块有限场地，箱体设计最宽只能到3.5米；如何在有限的空间内容纳更多的油管，又不使用提捞机是个问题。经过大家的集思广益，提出了齿轮转盘清洗方案。

在箱内出料口上方设置两排喷嘴冲洗油管外壁。出料传输线采用斜滚轮，油管边旋转边冲洗，这样油管整个圆周都能得到清洗，保证外洗效果。另外还预留出安装钢丝轮外洗机的位置，可根据需要选装。

使用一段时间，为防止池底淤积的油泥过多掩埋盘管影响加热效果，需定期清污，这时可通过铺设在箱底的排污管线用喷嘴刺射带有一定压力的水流冲散油泥，并打开排污闸门流到地下沉淀池内。由旧工艺的人工下到箱底清理改为自动清污，安全省时。

4 清洗效果、生产数据

4.1清洗效果检验

水煮式油管自动清洗装置投入运行后，为了验证设备的清洗效果，我们于2020年2月27号挑选了40根稠油和结蜡严重的普通管和内衬管进行现场清洗试验

说明：试验当天气温0℃左右，清洗箱最高水温95℃，清洗后的油管首先目测检查，内外壁无明显油污，再经过通径工序检验，全部通径合格。证明新的工艺装置对于低温环境下内衬管、稠油管、结蜡管的清洗效果达到了设计标准要求。

通过几个月的摸索试验，我们总结出保证油管清洗速度和质量的几个关键点，首先要确保转盘内油管摆放规整不乱齿，对于超长（10米以上）和过短（8米以下）的油管要在初选时及时挑出；转盘驱动部分要定期调整链条的张紧度，防止链条过松造成转动不平衡；箱内自动起管装置要定期保养确保灵活好用，避免油管翻转不到位造成错齿；每天检查地下沉淀池和箱内液面，发现液面不足时及时补水，确保浸泡和内外清洗效果；使用几个月后循环池和箱内液面油污过多时要整体将污水全部打走并更换干净水，否则油管捞出时表面油污过多不易完全清洗掉；及时检查燃烧器工作是否正常，保证加热温度达到标准。

4.2 实际生产数据

4.2.1投产后，已清洗过φ73mm平式、φ89mm平式、φ73mm外加厚内衬、φ89mm外加厚内衬四种规格油管，不同管径油管在转盘中均运行平稳。

4.2.2 变频电机目前调整在40Hz，清洗一根油管28-30秒，理论清洗速度120根/小时，日清洗量可达到800-1000根（受限于后续工序速度慢，目前实际是600-800根）。

5 结束语

水煮式油管自动清洗装置结合了太波热辐射技术、蒸煮式工艺的性能特点；创新性的开展了齿轮转盘系统、导向扶正系统、自动排污系统等方面的研究；形成了一整套自动化程度高、清洗效果好、清洗速度快、操作安全可靠的油管清洗工艺，为今后大规模修复内衬管、高结腊油管、高稠油油管打下了坚实的基础。