高压水射流油管清洗与试验技术研究

杨晨

【摘 要】在油田生产作业中的油管修复工艺多数是通过化学的方式进行处理，此种方式会受到各种因素的影响。而在现阶段的发展中，高压水射流油管清洗逐渐成熟，可以缓解传统技术的问题与不足。对此，论文主要对高压水射流油管清洗与试验技术进行了简单的研究分析。

【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.

【关键词】高压水射流油管清洗；试验技术；研究

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

【中图分类号】TE9 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）10-0140-02

1 引言

油田在生产作业中其注水井中的油管在长期的应用过程中，在各种矿物质的污染之下会产生一层污垢，这样就会影响注水量，降低油井的产量。而随着我国油田开发逐渐步入到高含水期，其综合含水量高达80%之上，导致油管中内壁吸附结垢问题日益严重。此种状况如果不解决就会直接降低生产质量。而通过高压水射流油管清洗与试验技术研究的方式，可以有效提升清洗的效果与质量，是一种有效的技术手段。

2 高压水射流油管清洗技术优点

高压水射流油管清洗技术逐渐成熟，替代了传统的化学清洗方式，此种技术在清洗过程中可以使油管内外表面更为清洁，可以有效地处理注水井结垢问题，缓解油污堵塞油管问题，是一种有效降低设备装置报废率的技术手段，可以提升资源的利用效率[1]。

同时，高压水射流油管清洗技术在发展过程中各种不同的装置设备也在逐渐完善，这些设备可以从根本上提升清洗的速度，通过射流的方式进行设备清洗处理，操作也更为灵活，可以避免运输等因素导致的问题，是一种提升工作效率，缩短工作周期的有效方式。高压水射流清洗技术就是一种在射流、波速以及压力等不同作用力的影响之下出现玻璃、磨削以及剪切等在瞬间对污垢进行复合破碎，进而使得污垢形成粉末，在水流作用的之下彻底清洗，其具有无死角、安全稳定的特征。相对于传统的冲洗方式来说，此种技术在应用过程中，综合实际状况合理选择压力等级的高压水水射流不会对设备造成影响，也不会出现二次污染，而在没有特殊的要求之下无需再进行洁净处理。也可以对于一些结构较为复杂的对象进行处理，在一些恶劣以及复杂的环境中也可以进行清洗作业。而且高压水射流油管清洗技术具有机械化的特征，清洗能力较强，具有快速、环保的特征。

3 高压水射流油管清洗技术原理

高压水射流清洗就是通过高速水流对整个垢层进行冲击，在冲击作用及楔劈效应之下进行除垢处理。水利喷射的主要原理就是喷射水流可以对垢层以及沉积物产生一定的冲击，在冲击力的影响之下渗透流体呈楔子插入垢层和金属表面之间，进而清除污垢。这些污垢多数都会呈现多孔状态，很容易产生碎裂等问题。而在喷射水流的作用之下就会在撞击作用的影响之下击中一个孔，在表面之下形成内压，进而使得上部垢层裂开，在喷射操作中产生的一些破碎的颗粒也具有一定的冲击作用。在进行油管清洗处理过程中，高压往复泵会喷射出常温高压水，在通过高压喷嘴的方式可以将高压低流速的水变为一种低压高流速的射流状态，在高强度的冲击动力以及特定的角度之下就会持续给油管内外表面带来一定的冲击，这样就能处理内外表面存在的污垢问题。

在现场施工作业过程中，在将油管在油井以及水井中起出之后，要基于规范要求进行摆放处理。工作人员在进入现场之后要综合具体的建筑结构以及地形特征，合理进行清洗装置的设置，其主要的原则是要便于污水循环处理，保障噪声源与工房之间的距离适宜，便于移动操作。在处理过程中，通过抽水机在水池中将清水抽入水箱，然后再进入增压泵之中变成高压水，再利用高压软管输送到清洗喷头之中，通过清洗喷头的喷嘴将高压低流速进行转换，变为低压高流速的水射流，在水射流剥离作用之下冲出管壁之上的污垢。

清洗喷头则主要就是在后射水射流的反作用力影响之下，在管道中进行的前向推进。而水就在管道中形成回流，这样就会将清洗之下的水垢以及油污等雜质带出，在喷头返回时就会将剩余的水垢以及油污全部排出。

而随着高压水射流油管技术的不断完善，移动式高压水射流清洗装置也逐渐完善，其可以以柴油机作为主要的动力，具有良好的机动性特征；体积相对较小，可以在汽车上进行装载，实现野外作业；泵压高，排量大，在实践中可以综合实际状况调节具体状况，在各种管道结垢清洗中应用效果显著，其运转性能良好，可以持续作业，在运行中可以通过无级变速自动调压开展工作，更加便于操作；主要的工作液为清水，无须进行加温处理或者添加化学药品，在喷头清洗过程中主要就是利用后射水射流的反作用力，可以实现在管道中进行自动向前推进，是一种较为科学的油田管道清垢设备[2] 。

4 现场试验及效益分析

现阶段，随着老油田的开发，多数油田均进入到高含水的开发期中，其原油含水率数量高达90%。而在水中含有了大量的金属阳离子、碳酸根、硫酸根等阴离子，在温度以及压力等各种作用的影响之下就会结合形成化合物，这样就会造成管线结垢等问题。而通过传统的方式虽然可以缓解结垢的速度，但是效果不佳，必须要通过新管线维持生产，其投资也相对较大。通过实验的方式对高压水射流油管清洗技术进行了简单研究，在研究中发现，通过高压水射流油管清洗的油管内壁主要存在的污垢就是在水垢、铁锈等现象的影响之下在油管内部形成的一种灰白垢层。

在通过旋转射流清洗处理之后，油管的表面效果显著，整體状态干净、光亮，并且存在金属光泽，应用605mm×1000mm通径规对其进行质量检查可以一次通过。在实践中，没有通过高压水射流流油管清洗之前，其清洗速度为每天150根，而在应用旋转喷头进行高压水射流油管清洗之后，平均每根油管可以节省一分钟的准备时间，可以有效降低油管装卸以及调整转速的时间，节约的时间可以清洗50根油管，同时，应用旋转喷头之后，可以带动有油管旋转的电动机，这样可以有效的节约资金，提升经济效益。

在实验中可以发现其还是存在一定的问题与不足，在实践中必须要保障喷头以及油管的对中性，这样才可以提升清洗效果与质量，因为喷头安装的钢管长度约为12m，在应用中必须要对其进行防护处理，这样才可以有效避免弯曲以及振荡等问题的出现，避免在运行中因为旋转射流造成的冲击角度变化，降低了喷头撞击油管内壁导致的喷头损坏的问题。同时，在实践中可以应用塑料滚轮类型的扶正机构配合喷头合理应用，这样才可以保障喷头在油管中呈现直线前进。而因为心轴强度不高，很容易出现破坏性问题，在装配完成之后要保障喷头体与其下部套体位置的接近，有效避免心轴暴露过多的位置。

通过实验可以发现通过高压水射流清洗油管可以在保障整体清洗质量的基础之上，提升清洗的速度，生产工艺手段具有科学性，可以通过自动化的方式开展作业，其整体成本也相对较低，操作较为灵活，在实践中应用效果显著。

5 结语

文章主要对高压水射流油管清洗以及实验技术进行了简单的论述分析，了解了高压水射流油管清洗的优点以及具体的工作原理，通过试验的方式对高压水射流清洗油管的工艺进行了验证分析，在实践中应用效果显著，可以有效解决存在的污垢问题，是一种提升工作效率，降低生产成本的有效手段，这对于石油开采的稳定开展有着积极的作用，可以从根本上提升整体的经济效益，可以有效推动石油行业的持续发展。

【参考文献】

【1】李欣， 彭军， 范星. 利用高压水射流测定涂层耐高压水冲洗试验的探讨[J]. 合成材料老化与应用， 2018（1）：125-126.

【2】张增猛， 靳凯， 侯交义，等. 起重机臂架清洗装置机构设计及试验研究[J]. 现代制造工程， 2018（1）：15-19.