一种油田集输管道内壁清洗及涂层防腐方法

摘要

一种油田集输管道内壁清洗及涂层防腐方法，涉及油田集输管道的清理、防腐处理技术领域。本发明采用空气动力学原理，以物理方法清除管道内壁锈、垢再对管道内壁进行涂膜防腐，具有清管彻底，涂膜持久性的特点。一次性施工长度约3km。旋转气流法管道内壁清洗及防腐技术可以广泛应用于油田新（旧）集输、注水管道，在油田管道清洗及防腐领域将产生重大突破，对小口径管道除垢防腐将填补油田管道清洗及防腐领域的空白。

说明书

技术领域

本发明涉及油田技术领域，特别是油田集输管道的清理、防腐处理技术领域。

背景技术

目前国内外对管道内的除垢、防腐技术，在原理上可分为二类：即物理法和化学法。具体的有化学法（酸洗等）、振动法（超声波等）、电磁法（电击、阴极、磁化等）、衬套法（穿插软、硬管内衬）和机械法（内置工具、机器人等）。但既能清管又能防腐的技术主要是二大类方法：衬套法和机械法。但这二大类方法都遇到了难以克服的四大难题：管道转弯；管道变轻；管道垂直；小口径管道。气流旋转法有效地解决了这四大难题。可以对各种用途的在役管道内壁进行修复并改善成优质复合管的技术。

注水采油技术是国内各大油田提高原油采收率的主要方法之一，随着油田开采时间的增长，注水水质不断恶化，腐蚀日益严重，造成的损失令人触目惊心。注水管线中有90％以上是因腐蚀、结垢而报废。全国各大油田到2008年底在这方面的损失总计高达15亿余米，1500亿元之多。

目前江苏油田管道内清洗为物理清洗：PIG 高压水射流；化学清洗：酸、碱、表活剂；复合清洗：物理化学组合。管道内防腐主要采用挤涂式。但采用以上工艺无论是清洗还是内防腐很难达到预期的效果，往往造成清洗除垢不彻底、内防腐涂膜不均匀。

发明内容

本发明目的在于研究一种能彻底除垢、均匀地形成内防腐涂膜的油田集输管道内壁清洗及涂层防腐方法。

本发明包括以下步骤：

1）以压缩空气吹出油田集输管道内的杂物；

2）以压缩空气与水混合对油田集输管道进行吹扫；

3）以旋转推进的压缩空气气流夹带砂粒，对油田集输管道内壁进行吹扫；

4）以压缩空气对油田集输管道进行吹扫；

5）以压缩空气与涂料稀释剂混合对油田集输管道内壁进行清洗；

6）以压缩空气在油田集输管道内形成旋风与涂料混合，使涂料均匀地粘结在油田集输管道内壁；

7）以压缩空气向油田集输管道内通风，使涂料固化。

所述砂粒为硬度低于钢管且具有菱角。

本发明采用空气动力学原理，以物理方法清除管道内壁锈、垢再对管道内壁进行涂膜防腐，可起到强化保护的目的。技术起源于大自然的龙卷风现象，在田野、沙漠中，当气流达到一定速度时，就形成旋风，将沙石、物品卷向天空。根据这一自然现象的原理，本发明在管道内，人为制造“龙卷风”加带沙石清除管道内壁结垢再进行涂料涂膜。

旋转气流经过大量实验证明，管道内风动现象一般有三种情况，低速时呈曲线波浪式运动；高速时呈直线运动；中速时呈旋转运动。本发明采用空气动力学原理，以旋转推进的气流夹带砂粒，滚动摩擦的原理清除管内锈垢，残留物，再用旋风推进涂料，使涂料均匀的（旋转离心力作用）粘结在管道内壁。选用的砂粒一是硬度低于钢管，二是质量小带菱角，所以滚动摩擦时对管壁损伤极小，且对管道内壁细小的凹凸部分内的残留物都能清除，为涂膜打下坚实的基础。

本发明具有清管彻底性和涂膜持久性的特点。一次性施工长度约3km。旋转气流法管道内壁清洗及防腐技术可以广泛应用于油田新（旧）集输、注水管道，在油田管道清洗及防腐领域将产生重大突破，对小口径管道除垢防腐将填补油田管道清洗及防腐领域的空白。

本发明具体特点有：

1、无论管道的走向如何变化即无论管道是水平、转弯、垂直还是倾斜走向，也无论同一管线是否变径（从大变到小或从小变到大）或有多支分管都可以进行除垢涂膜。

2、由于本发明实现了非开挖，不需破坏原有设施独特的特点和效果，施工灵活，施工效率提高了十几倍，而施工成本则下降了50%以上。

3、除垢的磨料及内壁涂料，根据用途与需求可多样性的选择，创造了适用领域的广泛性。

4、尤其是小口径管道除垢防腐填补了油田的空白，同时又大大简化了管道的修复技术。

5、旋转气流管道除垢涂膜技术的应用管道使用寿命预测为15年，与未进行除垢涂膜的管道相比，使用年限延长2倍，同时除垢涂膜后的管道降低了管道内液体流动的摩擦系数，减少了流动阻力，降低了管道前后的压差，改善了注水水质，减少了电费。

所述步骤1）中压缩空气的压力为0.5～3MPa，从低到高对油田集输管道进行吹扫，直至无杂物吹出。

本发明所述步骤2）中压缩空气压力为2.7MPa～3MPa、流速为40m/s。

步骤3）中压缩空气的压力为2.7MPa～3MPa，流速40m/s。

步骤6）中旋风在油田集输管道内的压力为2.7 MPa～3 MPa，气体流量在3.03 m³～3.46m³。

具体实施方式

一、以空压机连接在一段油田集输管道的一端。

二、清扫管线

清扫管线长度575m,利用压缩空气清除管内的杂物，直至无杂物吹出。吹扫应从0.5-3MPa压力从低到高，避免高压冲涮带来的杂物堵塞。记录压缩机打满20m³储气罐在不同压力下所需要的时间，井口的流出情况。

三、喷砂除锈

1、在压力2.7MPa～3MPa，流速40m/s的情况下加水对油田集输管道吹扫1遍，加水量40kg，出气阀与出水阀同时打开，出水阀门处于半开状态。若压力低于要求范围，需将阀门及时关闭，待压力回升后继续以上操作。

2、在压力2.7MPa～3MPa，流速40m/s的情况下加砂粒对油田集输管道除垢3遍，依次加砂量40kg、60kg、80kg，砂粒要求：硬度低于钢管，具有菱角。出气阀与出砂阀同时打开，出砂阀门处于半开状态。若压力低于要求范围，需将阀门及时关闭，待压力回升后继续以上操作。

3、先开气阀再开砂阀，或同步进行，避免砂堵。

4、观察出口端的除垢除锈情况，若未见金属本色，考虑重复以上步骤，加大加砂量。若见金属本色停止以上操作。

四、管线清洗

先用压缩空气进行吹扫，再用一定数量的涂料专用稀释剂与压缩空气混合彻底清除管线内壁的浮尘，用目测的办法检查出口有无水分吹出即可。

五、喷涂

1、按管线长度计算涂料用量，按管线内表面以180克/平方米（计150kg）准备涂料，根据涂料使用说明配固化剂，用机械进行充分搅拌。涂料搅拌好后应立即进行喷涂，避免涂料沉淀。

2、将搅拌好的涂料注入料斗，通气喷涂。因涂料容易沉淀离析，故涂料在管线内停留的时间不宜过长（不要超过3～5分钟），所以通气压力在2.7 MPa～3 MPa，气体流量在3.03 m³～3.46m³范围内。应根据通砂和清洗液出口时间综合确定喷涂通气压力并逐步提高压力直至涂料完全喷出。检查每一试件，应无流挂、无波浪、表面光滑平整。

六、后吹扫

喷涂完成后应随即利用压缩空气向管内通风，以利于管内涂层固化。后吹扫通气压力不宜过大，避免产生涂料有波浪现象，出口手感有气流出即可。直至吹干（手压无印）。