油水井超高压射流除垢

张莹 大庆油田试油试采分公司

油水井超高压射流除垢

张莹 大庆油田试油试采分公司

高压水射流清洗是利用高压泵打出高压水经管道到达喷嘴，射流在垢层或沉积物上产生强大的压强使其粉碎，在喷射过程中被冲碎的污垢颗粒夹杂在射流中能够冲击更多的污垢颗粒以加速污垢的清除。现场施工证明，高压水射流清洗在水井管柱现场应用中具有很好的清洗效果，可以避免以往在运送回车间进行清洗的运输过程中造成管体及管螺纹损伤。将绿色高压水射流水井管柱现场清洗技术进行不断优化，在不久的将来完全可以推广到油井和聚驱、三元驱井杆管的现场清洗。

高压水射流；水井管柱；现场清洗

油水井管结垢问题一直是油田中常见而严重的生产问题之一。近年来高压水射流清洗已成为油田常用一项清洗技术。但针对于油水井管现场清洗，目前尚无一套切实有效的清洗方法，随着科学技术的发展及节能环保国策的实施，有必要开展绿色高压水射流油水井管现场清洗技术的研究，有针对性地采取清垢措施，以减少水井管柱结垢对生产造成的危害。

1 现有清洗方法的对比

（1）化学清洗方法。化学清洗方法是用化学药剂在一定的条件下与垢进行化学反应，以除去污垢。对于油田水井的污垢，多采用酸洗，其在实际操作过程中和经济性方面存在以下缺点：①因大庆油田结垢复杂，清洗效果不理想；②清洗周期长；③采用有机溶剂及其他助溶剂，造成清洗成本太高；④化学清洗产生的废液和药剂本身的挥发对环境易造成污染；⑤当管内出现严重堵塞时，无法清洗；⑥稳定剂用量不易控制，容易造成油管腐蚀。

（2）物理清洗方法。物理清洗技术的研究越来越受人们的重视，各种清洗方式也不断进步。目前油田的水井管柱清洗为作业起出后，运送到车间进行高压水射流清洗，但这种清洗方法清洗时间长、成本大，并且运送的过程中避免不了管的损伤。将水井管进行现场高压水射流清洗，并配备污垢回收装置，具有清洗效果好、成本低、效率高，清洁环保等优点。

2 高压水射流技术基本原理

高压水射流清洗是利用高压泵打出高压水经管道到达喷嘴，喷嘴的作用是把高压低流速的水转换成高流速的射流，沿着正向或切向冲击被清洗物体表面，射流在垢层或沉积物上产生强大的压强使其粉碎；当垢层表面被射透之后，水流呈楔形插入垢层和清洗件之间的表面，使垢层脱落并露出被清洗物体的表面；层状或多孔状的污垢容易被高压水射流粉碎，因为喷射流在撞冲过程中可击中一个孔并在垢层表面下边形成一个内压使上部垢层裂开。

在喷射过程中被冲碎的污垢颗粒夹杂在射流中能够冲击更多的污垢颗粒以加速污垢的清除。

3 高压水射流技术的特点

（1）射流工作介质是水，水易取成本低，对被清洗物不腐蚀，对环境无污染，水可以循环使用，节水节能。

（2）选择合理的压力参数后，高压水射流清洗不会造成水管基体的损伤，可以消除油管内的疲劳应力。

（3）能够实现对有毒、有放射性、易燃、易爆的物体安全清洗，具有其他清洗方法难以实现的清洗能力。

（4）高压水射流清洗效果好、效率高，清洗彻底，清洗后不需进行洁净处理。

（5）高压水射流操作系统易于实现机械化、自动化控制。

4 清洗现场工艺流程

（1）根据管内垢质、垢厚，选择适当的压力喷嘴进行清洗。

（2）高压水射流清洗油水管应完成破碎污垢和清洗屑两项任务。

（3）为保证破垢彻底，必须使用专用清洗喷嘴，并达到根根洗通。

（4）为保证清渣排屑彻底，清洗时完成图1所示操作，喷头由管的一端射流清洗至另一端，挂与之相对应塞规，没有垢堵塞为合格。

图1 清渣排屑操作流程

（5）清洗时应使油管一头高一头低，以便排垢。

（6）用喷枪大流量进行冲洗，不能有任何垢质残留管内。

5 清洗效果及效率

（1）高压水射流清洗效果好可见金属本色，效率高，不会造成基体损伤。

（2）在清垢的同时可以提高水管基体抗疲劳强度。

（3）清洗彻底，清洗后不需进行洁净处理，对井场环境不会造成任何污染。

（4）污水通过配套的污水定向回流和过滤装置后可以再利用，真正做到绿色环保。

（5）清洗1口水井管柱所需时间。清洗1口水井管柱所需时间见表1（按1 200 m/井）。

表1 清洗1口水井管柱所需时间

6 结论

（1）现场施工证明，高压水射流清洗在水井管柱现场应用中具有很好的清洗效果。

（2）根据现场数据可以看出，水井管现场清洗的速度较快。

（3）现场清洗可以避免以往在运送回车间进行清洗的运输过程中造成管体及管螺纹损伤，这样一来可提高清洗效率并节省成本。

（4）将绿色高压水射流水井管柱现场清洗技术进行不断优化，在不久的将来完全可以推广到油井和聚驱、三元驱井杆管的现场清洗，必将获得巨大的经济效益和社会效益。

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.019