集輸管道微生物清防蠟技術探究

劉廣振

摘? ? 要：我國油田生產(chǎn)的80%以上原油為含蠟易凝原油，因此，管道蠟沉積是我國原油管道運輸中最常見的問題。沉積于管壁處的蠟不及時清除會影響管道的運輸能力，增加輸送成本。微生物清防蠟技術應用于原油集輸管道，會有效降低管道結蠟厚度。同時，操作簡單，并避免了其它清防蠟技術可能帶來的化學污染等，經(jīng)濟效益可觀，具有較好的應用前景。

關鍵詞：集輸管道;微生物技術;清防蠟;菌種

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，石油管道工業(yè)也不斷進步，為我國經(jīng)濟建設做出了卓越的貢獻。近些年來，由于原油需求量的大量增加，管道工業(yè)迅速崛起，油氣管道輸送在我國有著舉足輕重的地位。目前，在我國原油管道運輸中最常見的問題就是“管道結蠟”，也就是原油管道中的蠟沉積現(xiàn)象。

一、管道蠟沉積危害

原油長輸管道的蠟沉積是一個復雜的過程，在原油組分、管材性質(zhì)、雜質(zhì)、流速、溫度、壓力等多種影響因素的共同作用下，使輸送變得更加困難。原油中的蠟在低溫狀態(tài)下會以片狀晶體析出，易形成網(wǎng)狀結構，硬度較大，使原油流速緩慢，降低原油的低溫流動性[1]。隨著管道的運行，結蠟層繼續(xù)變厚，當達到一定的結蠟厚度時，管道的有效通流截面變窄，原油流動變慢，進而造成管線結蠟堵塞。為了避免此類安全事故的發(fā)生，并提高管輸效率，有必要對原油集輸管道采取清防蠟措施，采取清、防蠟措施可以[2]：減少或避免蠟卡、凝管、停流等事故，提高管道工作效率;減輕對設備的腐蝕和損害;節(jié)約能源、提高經(jīng)濟效益。

二、管道清防蠟技術

對于油氣集輸管道、長距離輸送管道，管內(nèi)的蠟沉積達到一定厚度后，對管道安全、穩(wěn)定、高效運行的影響十分巨大。輸送過程中，如無伴熱情況，原油溫度會逐漸降低，低于臨界析蠟溫度后，蠟質(zhì)結晶形成的蠟沉積，可能引發(fā)管線堵塞。解決此類問題常用的技術方法分為兩類：物理方法和化學方法。物理方法包括超聲波防蠟、磁防蠟、清蠟器刮蠟等;化學方法是根據(jù)實際情況，定期向管道中加入化學藥劑進行周期性地清蠟，化學藥劑能夠破壞蠟晶形態(tài)，減緩石蠟在管線壁上的沉積速率。近幾年，作為一種新型清防蠟技術，生物清防蠟技術逐漸在我國得到應用，總的來說，為了達到清蠟防蠟的目的，必須先做好防蠟措施，再配合清蠟技術，保證管道的安全、正常運行。

1.機械清蠟

機械清蠟就是利用刮蠟刀、鉆頭等清蠟工具將油管壁上沉積的蠟刮除，使石蠟從管壁上脫離下來并隨著油流流走。清蠟時，采用手搖或者電動絞車的方式，將刮蠟刀下到管道結蠟處，將粘附在管壁的蠟刮掉。管道進行清管時，一般選擇軟管清蠟和機械清管（攜帶跟蹤器），需先摸清管道內(nèi)情況，確保管線內(nèi)無異常，再進行正常的清管作業(yè)。

與其他的清蠟方式相比，機械清蠟方法操作簡單、方便，減輕工人的勞動強度，成本低，是傳統(tǒng)的、最直接、最常用的物理清蠟方式。但是，該法也有一定的局限性，對有些特殊部位的結蠟清除不到，有時還會出現(xiàn)清蠟量不夠的情況，并且對設備也有一定的損害。

2.熱力清防蠟

熱力清防蠟就是通過加熱、向管道內(nèi)注入熱油等方法，利用熱化學能提高油流和管壁蠟沉積物的溫度，使石蠟軟化熔化，隨著油流流走，也改善了原油流動性，確保原油在管輸過程中不凝、低粘，達到清蠟、防蠟的目的。隨著管道的正常運行，油流不斷地向外散熱，油溫下降。

3.改變油管表面性質(zhì)防蠟法

改變管材性質(zhì)防蠟法就是把管內(nèi)壁加工處理成不利于石蠟沉積的表面，增加管壁的光滑度，防止石蠟粘附在管壁上。具體方法比如在管道內(nèi)壁涂上一層不易與蠟晶結合的涂料，就相當于涂上了一層極性膜，不利于石蠟等機械雜質(zhì)的附著和沉積。

4.電磁清防蠟

電磁清防蠟技術就是對原油進行磁處理，使石蠟在油品中呈懸浮狀態(tài)，阻礙原油中的蠟晶分子聚結，失去易附著在管道內(nèi)壁的能力，進而達到防蠟的效果。磁防蠟器構造簡單，通電后自動進入工作狀態(tài)，防蠟效果明顯，基本不需要現(xiàn)場監(jiān)控和維護保養(yǎng);使用壽命長，可達十年;節(jié)能、耗電低;可廣泛應用于各種類型的含蠟原油，既可用于井下舉升管柱，也可用于地面輸油管線。由于磁防蠟器的結構參數(shù)受到諸多因素的影響，例如原油組分、流動方向、管道壓力、輸送方式等因素，因此，在選擇上有一定的困難，直接影響防蠟效果。

5.超聲波清防蠟

超聲波防蠟技術是利用原油的空化現(xiàn)象，使蠟在未凝結之前就被分散成細小的顆粒而懸浮在原油中，阻礙了蠟對管壁的沉積，無法形成固相的石蠟晶體，也在一定程度上降低了原油的表面張力，從而降低了原油流動阻力。該技術見效快、效果明顯;工藝簡單，無污染;節(jié)能、成本低;適用范圍較廣，也可以和其他清防蠟技術一并使用，達到更好的清防蠟效果。

6.化學清防蠟技術

化學清防蠟技術就是在管輸過程中通過在油品中加入化學藥劑，起到降低結蠟速率、改變原油流動性的作用，進而達到清蠟防蠟的目的?；瘜W藥劑加入到油品中，會改變蠟晶結構，使原本致密的蠟晶結構變的疏松，喪失了附著在管道內(nèi)壁的能力，易被油流攜帶，不會在管壁大量沉積。

化學清、防蠟劑種類繁多，主要分為油基、水基、乳液型以及固體清、防蠟劑，既可單獨使用，也可將幾種復配使用。乳液型清防蠟劑的優(yōu)勢較突出，這種清蠟劑是油基、水基溶劑與具有綜合效能的多種表面活性劑復配，它功能作用多，既有一定的潤滑作用又能滲透于油品中，既能分散蠟晶又能溶解石蠟，故既有良好的清蠟能力，也有一定的防蠟效果。

化學清防蠟方法經(jīng)濟有效，且易操作，還可以降粘、解堵，所以得到廣泛應用。但由于技術的局限性，在某些方面也不能完全適應當前清蠟的需求。使用化學清防蠟劑時，要根據(jù)不同情況選擇不同的藥劑，通用性不高、選擇過程復雜，而且使用過程中，會對地層造成損害，污染環(huán)境。因此，若能克服這些阻力，生產(chǎn)出安全、綠色、環(huán)保、通用性高的水基乳液型清蠟劑將會給原油清防蠟領域帶來巨大貢獻。

三、結論

清防蠟技術也要結合現(xiàn)場實際情況，多方面考慮，選取高效、安全、環(huán)保、經(jīng)濟的方法，最終達到清蠟防蠟的目的。微生物清防蠟技術在原油集輸管道中的研究和應用備受關注，已成為微生物技術研發(fā)的主要方向之一，學科領域交叉為油氣集輸與微生物技術提供了廣闊的研究領域與美好的應用前景。

參考文獻：

[1]張仁勇，趙國安，施岱艷，李林輝，張金鐘，崔磊，龐有慶，袁宗睿.天然氣集輸管道的微生物腐蝕試驗研究[J].材料保護，2019，52（11）：38-43.

[2]馮雨翔，劉子鵬，蹇欣.航空煤油微生物的控制及殺菌措施的研究[J].全面腐蝕控制，2015，29（06）：33-37.