便攜式加壓清洗裝置研制

姜興安 石曉琳 周敏杰

（1.大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠；2.大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠）

1 油污清洗現(xiàn)狀

在油井生產(chǎn)中，抽油機(jī)常因?yàn)楣鈼U偏磨、盤根不嚴(yán)、措施作業(yè)等原因，導(dǎo)致井口發(fā)生漏油，污染環(huán)境，如不及時(shí)清理，則會(huì)造成設(shè)備腐蝕及污染，破壞生態(tài)環(huán)境[1]。目前各采油廠都采取安排清洗車現(xiàn)場(chǎng)清洗或人工清洗的方式進(jìn)行清洗，但由于清洗車輛有限、人員少、井?dāng)?shù)多、井距遠(yuǎn)，操作時(shí)間長(zhǎng)等原因，導(dǎo)致不能及時(shí)清洗油污甚至清洗效果不理想。目前，針對(duì)井口清理油污效率低，油污處理不及時(shí)的方法是增加清洗車，并配備相應(yīng)人員。但是這種常規(guī)方法成本高、管理難度大。

在計(jì)量間及中轉(zhuǎn)站等集中設(shè)備間，當(dāng)出現(xiàn)滲漏、刺漏等情況時(shí)，油品宜揮發(fā)出可燃?xì)怏w，不及時(shí)處理則極易發(fā)生安全事故，但由于場(chǎng)所空間狹小，且油品凝固等原因不易擦拭，導(dǎo)致油污處理速度慢、效果不理想。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)存在的問題，我們研制實(shí)驗(yàn)了高效低成本的便攜式加壓清洗裝置。不僅能夠有效處理井場(chǎng)污油。還能憑借裝置體積小，可進(jìn)入狹小空間操作的特點(diǎn)，在計(jì)量間及中轉(zhuǎn)站等集中設(shè)備間進(jìn)行清洗。

2 裝置的研制及應(yīng)用效果

針對(duì)以上問題，將低效率清洗車變成了高效低成本的便攜式裝備。裝置由三大部分組成：加熱部分、加壓部分、出水部分。設(shè)計(jì)原則是利用加熱管將箱內(nèi)清洗液迅速升溫至90 ℃，同時(shí)利用加壓泵對(duì)保溫箱里的清洗液進(jìn)行加壓以保證清洗沖擊力及清洗質(zhì)量，加壓泵的出口連接噴槍，通過控制噴槍上的開關(guān)來控制泵的工作狀況，從而根據(jù)需要噴出高壓水柱。由于其體積小輕便，方便移動(dòng)，易讓工人單獨(dú)操作，從而使裝置達(dá)到經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、便捷的目的。

2.1 裝置組成及參數(shù)設(shè)定

該裝置由車載箱體、雙核動(dòng)力隔膜泵、出水管、加熱管、溫度顯示器、電源、水槍出水管組成。

在該裝置中設(shè)計(jì)了加熱管的溫度這一參數(shù)。原油由于其相對(duì)密度的不同，凝固點(diǎn)在35～60 ℃。清洗液溫度越高，效果則越明顯。所以設(shè)計(jì)加熱管的最高溫度在135 ℃，正常工作溫度不超過最大值的2/3并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況。

2.1.1 加熱部分

加熱部分是該裝置的核心部分，選用可隨機(jī)攜帶的12 V 蓄電池作為自備電源，并可循環(huán)充電使用，滿足了用電設(shè)備的需求[2]。以12 V 車載電瓶為基礎(chǔ)，包含電瓶、100 W 加熱管、200 W 加熱管。遵照低電壓大電流原則，通過改變變壓器的接線方式(改變了輸出電壓來改變輸出電流)及負(fù)載側(cè)的接線方式，能更好實(shí)現(xiàn)設(shè)備所需的發(fā)熱量[3]。通過加熱管快速有效將便攜桶中的液體加熱至所需溫度。該12 V車載電源應(yīng)用廣泛且價(jià)格較低，可以有效節(jié)約成本。

2.1.2 加壓部分

加壓部分的核心是利用雙核隔膜泵（圖1）對(duì)保溫箱里的清洗液進(jìn)行加壓。以保證清洗沖擊力及清洗質(zhì)量，雙核隔膜泵基本參數(shù)如表1。隔膜缸頭部分主要有一片膜片將被輸送液體在泵缸內(nèi)隔開，當(dāng)隔膜向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，泵缸內(nèi)工作室為負(fù)壓而吸入液體，當(dāng)隔膜向外運(yùn)動(dòng)則排出液體，由于被輸送液體在泵缸內(nèi)被隔開，液體只與泵缸、吸入閥、排出閥及隔膜一邊接觸，與液體和活塞以及密封裝置不接觸，可以達(dá)到良好的工作狀態(tài)[4]。泵缸內(nèi)同時(shí)所選用隔膜泵還具有以下特點(diǎn)：隔膜泵工作時(shí)以壓縮空氣作動(dòng)力，排氣時(shí)隔膜泵是一個(gè)膨脹吸熱的過程，因此不會(huì)因過熱導(dǎo)致失效，使其使用安全且壽命延長(zhǎng)；隔膜泵為容積式工作泵且進(jìn)口為球閥，所以即使清洗液中含有雜質(zhì)或顆粒，裝置也不容易發(fā)生堵塞，使隔膜泵的適用性更強(qiáng)。12工程塑料0.2～0.6 15～25 3.5 1.4～2.2隔膜泵電動(dòng)

圖1 雙核隔膜泵

表1 雙核隔膜泵基本參數(shù)

2.2 工作原理

加熱管通過12 V 的車載電源保證清洗液溫度，同時(shí)利用雙核動(dòng)力隔膜泵對(duì)保溫箱里的清洗液進(jìn)行加壓以保證清洗沖擊力及清洗質(zhì)量，雙核動(dòng)力隔膜泵的出口連接噴槍，通過控制噴槍上的開關(guān)來控制泵的工作狀況，使油污得到及時(shí)高效的清理，減少環(huán)境污染，提高了抽油機(jī)井的管理水平，減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)了安全環(huán)保生產(chǎn)。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

每臺(tái)便攜式加壓清洗裝置，成本為300 元左右，可使用1 000 次，每次使用成本10 元。一個(gè)同功能產(chǎn)品單次清洗油污約需500 元，則每1 000 次的清洗工作既可獲得經(jīng)濟(jì)效益48.97萬元。

3 結(jié)論

新型裝置內(nèi)通過便攜12 V的車載電源和雙核動(dòng)力隔膜泵對(duì)保溫箱里的清洗液進(jìn)行加壓以保證清洗沖擊力及清洗質(zhì)量，雙核動(dòng)力隔膜泵的出口連接噴槍，通過控制噴槍上的開關(guān)來控制泵的工作狀況。即使在冬季溫度較低的室外，也可以通過保溫箱來盛放清洗液，以保證清洗液的溫度，使油污得到及時(shí)的清理。便攜式加壓清洗裝置不僅提高了抽油機(jī)井及站內(nèi)設(shè)備的管理水平，減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)了安全環(huán)保生產(chǎn)，還達(dá)到了降本增效的效果[5-6]。