清管技術(shù)在TH10244單井集輸管線中的應(yīng)用

韓陽等

摘要：文章綜述了油田單井管線腐蝕問題。通過對(duì)清管原理、施工工藝的介紹，結(jié)合TH10244單井集輸管線清管施工作業(yè)的實(shí)際效果，明確了清管器清管技術(shù)對(duì)塔河油田的腐蝕管道修復(fù)、改造、維護(hù)具有重大意義。

關(guān)鍵詞：油田防腐；單井集輸；清管技術(shù)；清管器；單井集輸管線

中圖分類號(hào)：TE832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）13-0059-02

隨著油田建設(shè)開發(fā)的發(fā)展，管道作為輸送流體介質(zhì)的一種安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式被廣泛應(yīng)用。管道內(nèi)不可避免地會(huì)存在油垢、繡垢、泥沙及遺留的焊熘、焊渣及雜質(zhì)等；這些污垢和雜質(zhì)的存在，使管道的有效通過面積減少，形成低效輸送，加速管線的腐蝕穿孔，造成輸送設(shè)備的損傷。塔河油田單井集輸管線服役時(shí)間短即出現(xiàn)腐蝕穿孔，為解決腐蝕對(duì)正常生產(chǎn)構(gòu)成的巨大威脅，降低安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)TH10244單井集輸新管線進(jìn)行清管作業(yè)，優(yōu)化清管工藝，提高緩釋劑預(yù)膜效果，提升管線內(nèi)防性能。

1 清管技術(shù)原理

清管器清洗技術(shù)是以清除管道內(nèi)結(jié)垢、沉積物或異物為目的的一門技術(shù)，其工作原理是在待清理的管道內(nèi)放入清管器，依靠被清洗管道內(nèi)流體的自身壓力或通過其他設(shè)備提供的水壓、氣壓作為動(dòng)力推動(dòng)清管器在管道內(nèi)向前沿管線運(yùn)動(dòng)，依靠清管器自身所具有的刮削、沖刷、振動(dòng)、破碎等功能，清除管道內(nèi)的結(jié)垢、沉積物和異物。通過發(fā)送不同類型的專用清管器，可完成管道多種特殊作業(yè)，較其他清管方式有可進(jìn)行長、短距離，大、小口徑，垢質(zhì)比較松軟的、難溶垢管線的清洗的優(yōu)點(diǎn)。

2 清管工藝設(shè)計(jì)

通過對(duì)各種清管器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析以及穩(wěn)態(tài)模擬，清管可采用的方法有3種：用清管球清管，用聚氨酯泡沫清管器清管，用清管球和聚氨酯泡沫清管器組合清管。針對(duì)TH10244單井管線的情況按照清管工藝施工要求進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。

2.1 清管工藝施工要求

（1）發(fā)球筒和收球筒之間的清管段必須是同徑管道，中間不得有縮口變徑的地方。而且局部凹陷深度不得超過15mm，防止清管時(shí)卡球。

（2）清管段不得有8°以上斜口及銳角的存在，轉(zhuǎn)彎處都用圓滑的彎頭，彎頭曲率半徑大于1.5D。

（3）清管段管內(nèi)不得有長度大于5mm的毛刺，其焊口處的內(nèi)焊瘤高度不得超過5mm，錯(cuò)口要小于10mm。

（4）清管段上的旁通接口處必須焊擋球蓖子，旁通開口要小于主干線管徑的1/2，并且支管不要插焊在主管內(nèi)，清管時(shí)增大通球速度可使球不易卡在旁通接口處。另外，通球時(shí)要求關(guān)閉支線閥門，不得漏氣。

2.2 TH10244單井集輸管線清管

TH10244管線腐蝕環(huán)境為高CO2、低H2S、高Cl-、低pH值；油水密度差大。針對(duì)單井管線管徑小、腐蝕環(huán)境惡劣情況，應(yīng)用適用于清洗單井集輸管線的清管器。清管器主要有皮碗清管器、直板清管器等種類。

由于管道出口壓力的要求不低于0.1MPa，清管器運(yùn)行速度要求為12～18km/h，所以這種約束條件決定了一定入口壓力對(duì)應(yīng)著一個(gè)最優(yōu)流量，一定管道入口流量對(duì)應(yīng)著一個(gè)最優(yōu)的入口壓力。清管球和聚氨酯泡沫清管器入口壓力及入口流量可取范圍比直板清管器更大，對(duì)于本次目標(biāo)管道，選取清管球和聚氨酯泡沫清管器更具安全性；而直板清管器由于摩阻更大，對(duì)入口壓力、流量的要求更高，堵塞可能性更大。

通過模擬定量分析優(yōu)化選取聚氨酯整體清管球或聚氨酯泡沫清管器。先用清管球清管，完畢之后，再發(fā)送泡沫清管器，既可以收到更好的清管效果，又可以降低泡沫清管器磨損，延長其使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益。

TH10244單井管線采用物理清洗為主，施工工序如下：施工準(zhǔn)備→通風(fēng)吹掃→清管器清管→檢驗(yàn)。首先啟動(dòng)空壓機(jī)掃出管中試壓用水，然后放清管器，啟動(dòng)空壓機(jī)開始清管，清管器到達(dá)收球筒后取出清管器。重復(fù)以上步驟，直到達(dá)到管線清洗的標(biāo)準(zhǔn)，清管作業(yè)共投5個(gè)軟體清管器（在投球時(shí)發(fā)現(xiàn)清管器有刮痕，可能管道焊接時(shí)有流掛，所以沒有用硬質(zhì)清管器），順序是直徑先小后大，清管器直徑為95mm至（100～110）mm，管線運(yùn)行壓力為0.2～0.4MPa，通球15分鐘，可以使管道清潔，提高緩釋劑預(yù)膜效果，保證管道輸送流體質(zhì)量及輸送安全。

3 清管工藝技術(shù)的特點(diǎn)

（1）清管器清管工藝為油氣單井集輸管道的防腐和修復(fù)提供了一種經(jīng)濟(jì)有效手段，成功地應(yīng)用于塔河油田直徑DN100的單井集輸管道清管作業(yè)中，可反復(fù)使用，壽命7～8年，清洗費(fèi)用低。

（2）一次清管距離長，施工周期短。

（3）工藝技術(shù)簡(jiǎn)單，操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低。

（4）可達(dá)到St2、St3級(jí)從而減少腐蝕。延長管線使用壽命、提高輸送能力及經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

清管器清管技術(shù)對(duì)塔河油田的腐蝕管道修復(fù)、改造、維護(hù)具有重大意義，對(duì)加快油田建設(shè)和促進(jìn)防腐技術(shù)發(fā)展有積極作用，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分顯著，而在管線投運(yùn)之初就采用清管技術(shù)只需幾萬元，費(fèi)用是更換新管線的3%，節(jié)約直接成本費(fèi)用幾十萬元，其管線的耐腐蝕性得到了提高，延長了管道使用壽命的基礎(chǔ)上減少頻繁更換新管線的費(fèi)用，在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到以后要經(jīng)常清管，管道就不會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢堵塞和頻繁腐蝕穿孔污染等問題。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：韓陽（1983—），男，供職于中石化西北油田分公司工程技術(shù)研究院，研究方向：油田腐蝕與防護(hù)工程技術(shù)；張江江（1983—），男，中石化西北油田分公司工程技術(shù)研究院助理工程師，碩士，研究方向：油氣田腐蝕防護(hù)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）