高壓水射流油管清洗與試驗技術研究

楊晨

【摘 要】在油田生產作業中的油管修復工藝多數是通過化學的方式進行處理，此種方式會受到各種因素的影響。而在現階段的發展中，高壓水射流油管清洗逐漸成熟，可以緩解傳統技術的問題與不足。對此，論文主要對高壓水射流油管清洗與試驗技術進行了簡單的研究分析。

【Abstract】 In the oil field production， most tubing repair processes are chemically treated， which is influenced by various factors. However， in the present stage of development， the high pressure water jet tubing cleaning is gradually mature，which can alleviate the problems and shortcomings of traditional technology. In view of this， the paper mainly studies and analyzes the tubing cleaning and testing technology of high pressure water jet.

【關鍵詞】高壓水射流油管清洗；試驗技術；研究

【Keywords】high pressure water jet tubing cleaning； testing technology； research

【中圖分類號】TE9 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）10-0140-02

1 引言

油田在生產作業中其注水井中的油管在長期的應用過程中，在各種礦物質的污染之下會產生一層污垢，這樣就會影響注水量，降低油井的產量。而隨著我國油田開發逐漸步入到高含水期，其綜合含水量高達80%之上，導致油管中內壁吸附結垢問題日益嚴重。此種狀況如果不解決就會直接降低生產質量。而通過高壓水射流油管清洗與試驗技術研究的方式，可以有效提升清洗的效果與質量，是一種有效的技術手段。

2 高壓水射流油管清洗技術優點

高壓水射流油管清洗技術逐漸成熟，替代了傳統的化學清洗方式，此種技術在清洗過程中可以使油管內外表面更為清潔，可以有效地處理注水井結垢問題，緩解油污堵塞油管問題，是一種有效降低設備裝置報廢率的技術手段，可以提升資源的利用效率[1]。

同時，高壓水射流油管清洗技術在發展過程中各種不同的裝置設備也在逐漸完善，這些設備可以從根本上提升清洗的速度，通過射流的方式進行設備清洗處理，操作也更為靈活，可以避免運輸等因素導致的問題，是一種提升工作效率，縮短工作周期的有效方式。高壓水射流清洗技術就是一種在射流、波速以及壓力等不同作用力的影響之下出現玻璃、磨削以及剪切等在瞬間對污垢進行復合破碎，進而使得污垢形成粉末，在水流作用的之下徹底清洗，其具有無死角、安全穩定的特征。相對于傳統的沖洗方式來說，此種技術在應用過程中，綜合實際狀況合理選擇壓力等級的高壓水水射流不會對設備造成影響，也不會出現二次污染，而在沒有特殊的要求之下無需再進行潔凈處理。也可以對于一些結構較為復雜的對象進行處理，在一些惡劣以及復雜的環境中也可以進行清洗作業。而且高壓水射流油管清洗技術具有機械化的特征，清洗能力較強，具有快速、環保的特征。

3 高壓水射流油管清洗技術原理

高壓水射流清洗就是通過高速水流對整個垢層進行沖擊，在沖擊作用及楔劈效應之下進行除垢處理。水利噴射的主要原理就是噴射水流可以對垢層以及沉積物產生一定的沖擊，在沖擊力的影響之下滲透流體呈楔子插入垢層和金屬表面之間，進而清除污垢。這些污垢多數都會呈現多孔狀態，很容易產生碎裂等問題。而在噴射水流的作用之下就會在撞擊作用的影響之下擊中一個孔，在表面之下形成內壓，進而使得上部垢層裂開，在噴射操作中產生的一些破碎的顆粒也具有一定的沖擊作用。在進行油管清洗處理過程中，高壓往復泵會噴射出常溫高壓水，在通過高壓噴嘴的方式可以將高壓低流速的水變為一種低壓高流速的射流狀態，在高強度的沖擊動力以及特定的角度之下就會持續給油管內外表面帶來一定的沖擊，這樣就能處理內外表面存在的污垢問題。

在現場施工作業過程中，在將油管在油井以及水井中起出之后，要基于規范要求進行擺放處理。工作人員在進入現場之后要綜合具體的建筑結構以及地形特征，合理進行清洗裝置的設置，其主要的原則是要便于污水循環處理，保障噪聲源與工房之間的距離適宜，便于移動操作。在處理過程中，通過抽水機在水池中將清水抽入水箱，然后再進入增壓泵之中變成高壓水，再利用高壓軟管輸送到清洗噴頭之中，通過清洗噴頭的噴嘴將高壓低流速進行轉換，變為低壓高流速的水射流，在水射流剝離作用之下沖出管壁之上的污垢。

清洗噴頭則主要就是在后射水射流的反作用力影響之下，在管道中進行的前向推進。而水就在管道中形成回流，這樣就會將清洗之下的水垢以及油污等雜質帶出，在噴頭返回時就會將剩余的水垢以及油污全部排出。

而隨著高壓水射流油管技術的不斷完善，移動式高壓水射流清洗裝置也逐漸完善，其可以以柴油機作為主要的動力，具有良好的機動性特征；體積相對較小，可以在汽車上進行裝載，實現野外作業；泵壓高，排量大，在實踐中可以綜合實際狀況調節具體狀況，在各種管道結垢清洗中應用效果顯著，其運轉性能良好，可以持續作業，在運行中可以通過無級變速自動調壓開展工作，更加便于操作；主要的工作液為清水，無須進行加溫處理或者添加化學藥品，在噴頭清洗過程中主要就是利用后射水射流的反作用力，可以實現在管道中進行自動向前推進，是一種較為科學的油田管道清垢設備[2] 。

4 現場試驗及效益分析

現階段，隨著老油田的開發，多數油田均進入到高含水的開發期中，其原油含水率數量高達90%。而在水中含有了大量的金屬陽離子、碳酸根、硫酸根等陰離子，在溫度以及壓力等各種作用的影響之下就會結合形成化合物，這樣就會造成管線結垢等問題。而通過傳統的方式雖然可以緩解結垢的速度，但是效果不佳，必須要通過新管線維持生產，其投資也相對較大。通過實驗的方式對高壓水射流油管清洗技術進行了簡單研究，在研究中發現，通過高壓水射流油管清洗的油管內壁主要存在的污垢就是在水垢、鐵銹等現象的影響之下在油管內部形成的一種灰白垢層。

在通過旋轉射流清洗處理之后，油管的表面效果顯著，整體狀態干凈、光亮，并且存在金屬光澤，應用605mm×1000mm通徑規對其進行質量檢查可以一次通過。在實踐中，沒有通過高壓水射流流油管清洗之前，其清洗速度為每天150根，而在應用旋轉噴頭進行高壓水射流油管清洗之后，平均每根油管可以節省一分鐘的準備時間，可以有效降低油管裝卸以及調整轉速的時間，節約的時間可以清洗50根油管，同時，應用旋轉噴頭之后，可以帶動有油管旋轉的電動機，這樣可以有效的節約資金，提升經濟效益。

在實驗中可以發現其還是存在一定的問題與不足，在實踐中必須要保障噴頭以及油管的對中性，這樣才可以提升清洗效果與質量，因為噴頭安裝的鋼管長度約為12m，在應用中必須要對其進行防護處理，這樣才可以有效避免彎曲以及振蕩等問題的出現，避免在運行中因為旋轉射流造成的沖擊角度變化，降低了噴頭撞擊油管內壁導致的噴頭損壞的問題。同時，在實踐中可以應用塑料滾輪類型的扶正機構配合噴頭合理應用，這樣才可以保障噴頭在油管中呈現直線前進。而因為心軸強度不高，很容易出現破壞性問題，在裝配完成之后要保障噴頭體與其下部套體位置的接近，有效避免心軸暴露過多的位置。

通過實驗可以發現通過高壓水射流清洗油管可以在保障整體清洗質量的基礎之上，提升清洗的速度，生產工藝手段具有科學性，可以通過自動化的方式開展作業，其整體成本也相對較低，操作較為靈活，在實踐中應用效果顯著。

5 結語

文章主要對高壓水射流油管清洗以及實驗技術進行了簡單的論述分析，了解了高壓水射流油管清洗的優點以及具體的工作原理，通過試驗的方式對高壓水射流清洗油管的工藝進行了驗證分析，在實踐中應用效果顯著，可以有效解決存在的污垢問題，是一種提升工作效率，降低生產成本的有效手段，這對于石油開采的穩定開展有著積極的作用，可以從根本上提升整體的經濟效益，可以有效推動石油行業的持續發展。

【參考文獻】

【1】李欣， 彭軍， 范星. 利用高壓水射流測定涂層耐高壓水沖洗試驗的探討[J]. 合成材料老化與應用， 2018（1）：125-126.

【2】張增猛， 靳凱， 侯交義，等. 起重機臂架清洗裝置機構設計及試驗研究[J]. 現代制造工程， 2018（1）：15-19.