一种集输管线快速集结聚垢除垢方法及装置

摘要

一种集输管线快速集结聚垢除垢方法及装置，属于油田集输生产技术领域。第一控制阀门、第二控制阀门和第三控制阀门的一端连接，第三控制阀门的另一端连接第一除垢单元装置，第一除垢单元装置的另一端连接第四控制阀门，第四控制阀门、第五控制阀门和第六控制阀门的一端连接，第六控制阀门的另一端连接第二除垢单元装置，第二除垢单元装置的另一端连接第七控制阀门，第七控制阀门、第八控制阀门和第九控制阀门的一端连接，第九控制阀门的另一端连接第三除垢单元装置，第三除垢单元装置的另一端连接第十控制阀门，第十控制阀门、第十一控制阀门和第十二控制阀门的一端连接。本发明实现不动火、不停车，快速安装更换。

说明书

技术领域

本发明涉及一种集输管线快速集结聚垢除垢方法及装置，属于油田 集输生产技术领域。

背景技术

目前，油田生产中，针对输油管线结垢主要是以防为主，主要做法 就是针对结垢的管线进行热洗作业或者在管线中添加阻垢剂阻垢。但是防 垢技术收效甚微，首先热洗施工存在“治标不治本”的问题，尤其是对一 些结垢比较严重的集输管线，热洗的效果有限，管线热洗结束后又会迅速 结垢，给油田生产管理带来了很大的麻烦，并造成热洗成本升高；其次， 添加阻垢剂阻垢时，由于油田产出液的成分和性质比较复杂，使得筛选出 的阻垢剂效果甚微，无法彻底解决输油管线结垢的问题，并且，集输管线 被堵塞会造成管线憋压等危险，给油田生产带来严重的安全隐患。因此， 有必要研发一种安全、方便、高效的快速除垢工艺，防止集输管线结垢， 保证油田生产运行的正常、安全。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种集输管线快速集结聚垢 除垢方法及装置。

一种集输管线快速集结聚垢除垢方法，改变常规的防除垢思路,人为 的设计模拟流体的结构环境，实现流体在特定装置中的定点聚集结垢，快 速除垢，有效的去除流体中的结垢离子，保证后续工艺管线不结垢。可有 效的解决了油田高含水集输管线结垢的问题，保证了油田的正常生产，并 消除了部分安全隐患。

本发明采用的技术方案：本发明集输管线快速集结聚垢除垢方法，首 次提出了在对油田产出液进行分析研究，确定其结垢的影响因素的基础 上，人为设计模拟产出液的结垢环境，使得垢在设计的工艺条件中快速聚 结析出，集中除垢的思路。

本发明以新疆车排子油田单井采出液室内实验为理论基础，分析表 明，影响结垢的组要因素如下：温度升高，水中成垢离子溶解度降低，造 成结垢，当温度升至50℃时水中的结垢量明显增加；液体流速越低沉淀 结垢越多，当流速低于2m/s时，结垢量增加；采出液含水超过25%时， 结垢趋势增加；此外，采出液PH呈碱性的条件下，结构趋势增加，集输 管线中的接触面越粗糙越易结垢等。

一种集输管线快速集结聚垢除垢方法，包括以下步骤：

步骤A：流体性质的识别及垢样分析，分析流体中的离子含量和矿化 度，同时对流体所结的垢样进行分析，明确结垢的类型;其次，对流体结 垢的影响因素：温度、流速、PH值、接触面进行分析，为工艺装置的制 作奠定科学的理论基础;

步骤B：6个三通筒体组成1组除垢单元，4组除垢单元组成一套装 置;三通筒体的管径选择集输管线的管径的2—3倍，采用法兰连接;每个 除垢单元的上、下水平筒体中有加热棒工作筒，加热棒工作筒和三通筒体 的末端法兰焊接在一起，电加热棒从末端法兰上的导入孔插入加热棒工作 筒内，加热棒工作筒外部包有筛网;

步骤C：合理的流体温度，采用电加热棒为流体提供合适的温度，加 速其定点结垢;

步骤D：当输送介质流经除垢装置时，加热器根据需要为液体提供一 定的温度，助垢析出；筛网降低了液体流速并且为垢核的附着和聚集提供 了场所，使得采出液在筒体流动的过程中能够迅速的结垢；不锈钢法兰连 接片是筒体的连接密封金属构件，保证筒体拆卸方便并有效密封;

步骤E：清垢时机确定，在运行过程中，定期观察除垢装置前的管线 回压，如果回压有明显上升，需对装置进行清垢操作;

步骤F：清垢程序及垢的处理，清垢时将输送介质切换至备用工艺， 对需要清垢的装置，打开末端法兰后，便可将加热棒和筛网一并取出，筛 网上的垢可以通过物理法或化学法清除，清完后将装置恢复待用。

其中竖并联方式保证了除垢装置的“有备有用”，当其中一组除垢装 置需更换清洗时，可以切换至另一组装置除垢，保证了生产的连续运行； 而横串联方式，可以根据集输管线输送介质的结垢程度，选择合适的串联 除垢装置单元，最终使得该工艺除垢的效果更彻底，有效的保证后续输油 管线不结垢。

一种集输管线快速集结聚垢除垢装置,6个三通筒体通过不锈钢法兰 连接片连接组成1组除垢单元，1组除垢单元的结构为第一三通筒体的右 端连接第二三通筒体的左端,第一三通筒体的下端连接第三三通筒体的 上端,第二三通筒体的右端连接第六三通筒体的上端,第二三通筒体的下 端连接第四三通筒体的上端,第四三通筒体的左端连接第三三通筒体的 右端,第四三通筒体的右端连接第五三通筒体的上端；

每组除垢单元的上、下水平筒体中装有加热棒工作筒，加热棒工作筒 外部包有筛网;4组除垢单元通过法兰连接片连接组成一套除垢单元装 置，

第一控制阀门、第二控制阀门和第三控制阀门的一端连接，第三控制 阀门的另一端连接第一除垢单元装置，第一除垢单元装置的另一端连接第 四控制阀门，第四控制阀门、第五控制阀门和第六控制阀门的一端连接， 第六控制阀门的另一端连接第二除垢单元装置，第二除垢单元装置的另一 端连接第七控制阀门，第七控制阀门、第八控制阀门和第九控制阀门的一 端连接，第九控制阀门的另一端连接第三除垢单元装置，第三除垢单元装 置的另一端连接第十控制阀门，第十控制阀门、第十一控制阀门和第十二 控制阀门的一端连接；第二控制阀门、第五控制阀门、第八控制阀门和第 十一控制阀门的另一端连接一起。

加热棒工作筒的外径是三通筒体内径的1／3～1／2，加热棒工作筒是 和三通筒体的末端法兰连接在一起；电加热棒从末端法兰上的导入孔插入 加热棒工作筒。

本发明的有益效果：集输管线快速集结聚垢除垢方法，工艺流程可模 块化，可实现油田输油管线的快速定点除垢，现场使用时可以快速安装、 安全性能高。同时该发明在不影响正常生产的状态下，不动火、不停车， 且能有效除垢，除垢成本较常规的阻垢技术低，现场管理简便。

本发明是一种省时省力并能快速有效除垢的方法，并且该发明在不影 响集输管线正常运行的状态下，实现不动火、不停车，快速安装更换。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地 理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来 提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施 例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属 于本发明的保护范围。

实施例1：如图1、图2所示，

一种集输管线快速集结聚垢除垢装置，6个三通筒体通过不锈钢法兰 连接片连接组成1组除垢单元，1组除垢单元的结构为第一三通筒体16 的右端连接第二三通筒体17的左端,第一三通筒体16的下端连接第三三 通筒体18的上端,第二三通筒体17的右端连接第六三通筒体21的上端, 第二三通筒体17的下端连接第四三通筒体19的上端,第四三通筒体19 的左端连接第三三通筒体18的右端,第四三通筒体19的右端连接第五三 通筒体20的上端；

每组除垢单元的上、下水平筒体中装有加热棒工作筒，加热棒工作筒 的外径是三通筒体内径的1／3～1／2，加热棒工作筒是和三通筒体的末 端法兰连接在一起；电加热棒从末端法兰上的导入孔插入加热棒工作筒， 加热棒工作筒外部包有筛网;4组除垢单元通过法兰连接片连接组成一套 除垢单元装置，

如图1所示，第一控制阀门1、第二控制阀门2和第三控制阀门3的 一端连接，第三控制阀门3的另一端连接第一除垢单元装置4，第一除垢 单元装置4的另一端连接第四控制阀门5，第四控制阀门5、第五控制阀 门6和第六控制阀门7的一端连接，第六控制阀门7的另一端连接第二除 垢单元装置8，第二除垢单元装置8的另一端连接第七控制阀门9，第七 控制阀门9、第八控制阀门11和第九控制阀门10的一端连接，第九控制 阀门10的另一端连接第三除垢单元装置12，第三除垢单元装置12的另 一端连接第十控制阀门13，第十控制阀门13、第十一控制阀门15和第十 二控制阀门14的一端连接；第二控制阀门2、第五控制阀门6、第八控制 阀门11和第十一控制阀门15的另一端连接一起。

打开阀门第一控制阀门1、第二控制阀门2和第三控制阀门3、第十 一控制阀门15和第五控制阀门6、第十二控制阀门14就可以运行第一除 垢单元装置4，

打开阀门第一控制阀门1、第二控制阀门2和第三控制阀门3、第十 一控制阀门15、第七控制阀门9、第六控制阀门7和第八控制阀门11、 第十二控制阀门14就可以串联运行第一除垢单元装置4和第二除垢单元 装置8，增加工艺的除垢能力，如果要对第二除垢单元装置8进行清垢， 则关闭第六控制阀门7、第七控制阀门9，打开第五控制阀门6，就可实 现第一除垢单元装置4和第二除垢单元装置8的串联运行，做到不停产清 垢。

实施例2：如图1、图2所示，

一种集输管线快速集结聚垢除垢装置,组成单元是制式三通筒体，筒 体的内径是集输管径的2～3倍，进入筒体的液体流速会降至原来的1／ 4～1／8，保证了结垢的充足的时间和空间。6个三通筒体通过不锈钢法 兰连接片连接组成1组除垢单元，每组除垢单元的上、下水平筒体中装有 加热棒工作筒，加热棒工作筒的外径是三通筒体内径的1／3～1／2，加 热棒工作筒是和三通筒体的末端法兰连接在一起，保证了密封性，且拆装 方便。电加热棒从末端法兰上的导入孔插入加热棒工作筒，实现给除垢单 元供热，加热棒工作筒外部包有筛网，筛网可以减缓输送介质在除垢装置 中的流速，并且其粗糙的表面给液体中的垢提供了良好的聚结载体。

本发明中4组除垢单元通过法兰连接片连接组成一套除垢装置，液体 进入除垢装置后，可以提供结垢的条件及场所，保证气快速聚结并被定点 清除，装置主要采用法兰片连接，保证了现场的操作方便和安全。

本发明集输管线快速集结聚垢除垢工艺方法的工艺连接主要由采用 竖并联、横串联的方式连接各个的除垢装置，定点集中除垢。其中竖并联 方式保证了除垢装置的“有备有用”，当其中一组除垢装置需更换清洗时， 可以切换至另一组装置除垢，保证了生产的连续运行；而横串联方式，可 以根据集输管线输送介质的结垢程度，选择合适的串联除垢装置单元，最 终使得该工艺除垢的效果更彻底，有效的保证后续输油管线不结垢。

集输管线快速集结聚垢除垢工艺方法，分以下步骤完成：

步骤A：流体性质的识别及垢样分析，分析流体中的离子含量和矿化 度，同时对流体所结的垢样进行分析，明确结垢的类型。其次，对流体结 垢的影响因素：温度、流速、PH值、接触面等进行分析，为工艺装置的 制作奠定科学的理论基础。

步骤B：本发明装置的最基本组成部件为三通筒体，4个三通筒体组 成1组除垢单元，4组除垢单元组成一套装置。三通筒体的管径选择集输 管线的管径的2—3倍，装置主要采用法兰连接。每个除垢单元的上、下 水平筒体中有加热棒工作筒，加热棒工作筒和三通筒体的末端法兰焊接在 一起，电加热棒从末端法兰上的导入孔插入加热棒工作筒内，加热棒工作 筒外部包有筛网。

步骤C：合理的流体温度，采用电加热棒为流体提供合适的温度，加 速其定点结垢。

步骤D：装置的工作状态，当输送介质流经除垢装置时，加热器可以 根据需要为液体提供一定的温度，助垢析出；筛网降低了液体流速并且为 垢核的附着和聚集提供了场所，使得采出液在筒体流动的过程中能够迅速 的结垢；不锈钢法兰连接片是筒体的连接密封金属构件，保证筒体拆卸方 便并有效密封。

步骤E：清垢时机确定，在运行过程中，定期观察除垢装置前的管线 回压，如果回压有明显上升，需对装置进行清垢操作。

步骤F：清垢程序及垢的处理，清垢时将输送介质切换至备用工艺， 对需要清垢的装置，打开末端法兰后，便可将加热棒和筛网一并取出，筛 网上的垢可以通过物理法或化学法清除，清完后将装置恢复待用。

集输管线快速集结聚垢除垢工艺各部件用途：管线来液自进液管线进 入该工艺除垢后自出液管线流出；工艺中的控制阀门可以实现流程切换， 保证不停产清垢；单个的除垢装置通过连接法兰实现并联或者串联；末端 法兰和加热棒工作筒焊接在一起，电加热棒从末端法兰上的导入孔插入加 热棒工作筒，实现在除垢装置中的供热，加热棒工作筒外部包有筛网，筛 网可以减缓输送介质在除垢装置中的流速，并且其粗糙的表面给液体中的 垢提供了良好的聚结载体，末端法兰和筛网均拆卸方便，可以保证了清垢 作业的便捷。

实施例3：如图1、图2所示，新疆车排子油田某井日均产液量为 25t，平均含水为25%，采出水的矿化度为59463.77mg/l，且钙离子的含 量也较高；同时，由于采出液中硫化氢的含量达到了4067.76mg/m³，所以 加除硫剂。该井的单井集输管线为60mm左右的钢管，本发明集输管线集 结聚垢快速除垢装置实施前，该井的单井集输管线结垢堵塞严重，运行7 天时间，管线就会被完全堵塞，需要每7天对单井的集输管线进行热洗以 解堵或者更换新管线，并且由于热洗除垢效果差，每40天需定期更换新 单井集输管线。

针对上述情况，在该井集输管线上实施了集输管线快速集结聚垢除 垢工艺。进行工艺设计前，对该井采出液的相关性质和垢样进行了分析， 该井流体在50℃以上，流速2m/s，含水超过25%，碱性环境下，结垢迅 速，所结的垢主要以碳酸钙和磷酸钙为主。

现场使用的除垢装置由4组除垢单元通过法兰连接而成，每组除垢单 元由6个三通筒体通过法兰连接而成，除垢装置，选用140mm钢管制作成 制式三通筒体、法兰、法兰盖及紧固件；双卡式加长型钢板、钢棒、螺栓 均为SUS304不锈钢管道卡具；筛网采用18000目的不锈钢材料。3套除 垢装置组成了该井的集结聚垢快速除垢工艺，通过阀门的切换可实现不停 产清垢。

该工艺的管线系统压力为2MPa，除垢温度可达到50℃左右，液体在 系统中的流速低于2m/s，投入运行后正常情况下，装置前段的管线回压 为0.15MPa左右，当回压上升至0.8MPa以上时，就需要清垢，清垢周期 为15天，装置现场已稳定运行1年，除垢效果较好，未发生管堵或者停 产的情况。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没 有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员 来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围 之内。