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1、第27卷第1期石油矿场机械·1··应用·开发·油管内外壁同步清洗装置的研究合肥通用机械研究所(合肥230031)薛胜雄黄汪平陈正文樊毅斌彭浩军摘要对油田油管的清洗一直沿用清洗剂沸煮工艺。这一工艺存在投资大、耗能高、劳动条件恶劣、环境污染严重等问题。现改用高压射流技术对油管内外壁进行同步清洗试验,取得良好效果。在70MPa压力下,可清除管内的全部垢层,除去管外的油漆印字和螺纹上的积垢,露出金属本色。现文结合油田实用要求,论述了新近开发的油管内外壁同步清洗装置,并针对油田量大面广的典型的62mm(相当于2.5
2、英寸)油管,以内外壁2个高压旋转喷头的射流作用,成功地实施了油管无污染的水清洗新工艺。叙词油管表面污垢同步清洗设备研制中图法分类号TE831.206方法仍在各油田沿用,因为还没有更理想的1清洗油管的要求工艺取而代之。油管又称油井套管,经过一段时间的采另外,化学清洗油管实际作业存在许多油使用后,原油中的杂质会在管内外壁结垢,难以克服的问题,首先是清洗液煮沸后会挥严重影响了原油开采作业,必须取出清洗。油发出有毒气体,浓雾弥漫,严重影响了工人的管垢层通常含有沥青、白蜡和其它有机物,粘身体健康;周围环境可视度低,人
3、工要将沸煮附于管壁,极难清除。对此,油田都设有专门后的油管捞出,进入下一道工序,有的油田则的油管厂来应付常年累月拆换下来的油管的采用机械钻垢工序,易损伤钻杆的内壁,而且清洗。劳动强度极大。除此之外,作业现场到处积传统的油管清洗方法不外乎是沸煮,即垢,清洗池换清洗液时,沉积的油垢也难以排首先将油管在露天干化,然后放入注满酸液、出。凡此种种,油管清洗工艺的改造已受到油碱液或清洗液的大池中沸煮。经沸煮后的油田的广泛重视,到了非进行不可的地步了。管内壁可直接磷化或再用旋转钻杆往复机械油管高压水射流清洗的难点是结垢粘
4、清理。尽管如此,这样清洗的油管仍难于达到稠,附着力强,但它又有容易作业的一面,即内外壁完全干净的要求,原因在于垢层厚薄标准化的油管尺寸便于设计专用清洗流水不一,大块垢层看似干化,实际仍粘附于壁线。为此,笔者针对油田量大面广的62mm面,很难溶化或整体脱离壁面;清洗液配比难(相当于2.5英寸)油管清洗问题进行研究。以理想化,并且,随着清洗液质量浓度越来越这种油管的具体尺寸为:内径62mm,外径稀,其作用也越来越弱;沸煮过的油管无法再73mm,管长9.7m左右。用其它方法作清洗补救。因此,实际清洗过的2高
5、压水射流清洗试验油管表面仍可能有不均匀的垢层,管螺纹部分更难洗净。尽管如此,这种传统的化学清洗高压水射流技术在工业清洗领域应用非·2·OILFEILDEQUIPMENT1998Vol.27№1常广泛。无论是管道、管束、容器还是平面,它转喷头清洗外壁,喷头相对油管转动,而油管都能凭借强力射流的法向打击力和切向剥层相对喷头做一个往复运动便完成全部清洗。作用进行清洗作业。然而,对于油管清洗这一图1所示为油管内外壁同步清洗装置原特定的粘性垢层,还必须以试验确定水射流理图。装置包括2台70MPa,110kW的高压的能
6、力和优化工艺参数。往复泵、控制台、执行机构和油管进给机构。高压水射流的打击力往往是“吃硬不吃软”。笔者前后对华北油田、吐哈油田、中原油田的不同垢层油管进行了清洗试验。试验是在70MPa射流压力下,分别以55kW和110kW清洗机组进行。试验可见,对垢层不厚但附着力很强、表面很硬的垢层,采用70MPa,55kW高压水射流便能较好地清洗图1油管内外壁同步清洗装置原理图内外壁。具体结果是,内壁呈现均匀的本底,1.安全阀2.控制阀3、4.高压泵5.控制台6.高压管7.喷头旋转机构8.外表面旋转喷头9.发黑色,外壁附
7、着力极强的白色油漆标识被内表面旋转喷头10.油管11.输送架剥除,管螺纹的全部沟槽发白锃亮,但除漆速高压泵是本装置的主机。为保证其运行度较慢。采用70MPa,110kW高压水射流试可靠性和易损件寿命长,笔者将高压往复密验,清洗速度明显加快,内壁清洗分别采用旋封设计成锥形套筒和填料间置的间隙与填料转喷头和固定多喷嘴喷头,结果旋转喷头能组合密封(如图2),套筒采用铍青铜材料,这均匀洗净,不留垢迹,但喷头本身会因偶尔的种组合密封硬、软相济,二者不直接传递作用外界作用(如碰壁、粘垢粘附等)停止旋转;而力。后者可以弥
8、补前者由于加工精度及运行固定多喷嘴喷头在内壁往往被刺出可见沟中的摩擦磨损造成的密封缺陷,前者又可以槽,即留有垢迹。试验还显示出一个重要结为后者延长工作寿命创造良好的条件。密封果,即射流以1个入射角接触壁面比垂直接副由输送的介质冷却、润滑。触壁面清洗的效果好得多。这时射流的切向作用至关重要,也就是说,让射流旋转起来,模仿钻杆作业是个有效的方式。试验给出了这样的启示:70MPa,3110kW高压水射流(流量4.2m/
