原油管道輸送是隨著石油工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。世界各國尤其是盛產(chǎn)含蠟粘性大的原油大國，都使用管道進(jìn)行石油運輸，隨著輸送管道應(yīng)用的時間增長，管道結(jié)垢問題也日益明顯。由于管道內(nèi)流體的流速不同，如果刻意去離線停工除垢，會影響到工業(yè)生產(chǎn)并增加額外費用，同時由于設(shè)備處于非正常停工狀態(tài)，整個設(shè)備的磨損也會增加。因此，現(xiàn)階段迫切需要一種效果明顯而且經(jīng)濟實用的除垢防垢技術(shù)。本文從原油運輸管道結(jié)垢的原因說起，淺論物理除垢技術(shù)的應(yīng)用。

我國各個主要油田主要采用注水采油的方法來提高油田的采油率，平均每生產(chǎn)一噸的原油就需要消耗2噸～3噸的水，使得采出的原油具有較高的含水率，既增加了原油處理的困難程度也加劇了原油集輸過程中的結(jié)垢問題，使得原油開采的成本逐漸加大。

同時我國的各個主要油田已經(jīng)進(jìn)入了采油的中后期，使得注水條件更加的惡劣，注入的水質(zhì)中含有較高的硫酸鹽、氧化還原菌等物質(zhì)，導(dǎo)致結(jié)垢問題更加的嚴(yán)重，這成為影響我國油田開發(fā)以及油氣傳輸技術(shù)發(fā)展中的瓶頸問題。

 

 

 

 

原油管道中的污垢主要與原油本身的成分和運輸方式相關(guān)，因此要研究原油管道中的污垢的形成首先需要了解原油本身的成分。一方面造成管道內(nèi)徑變小，增加管道內(nèi)流體的阻力，減慢原油流速，進(jìn)而影響循環(huán)系統(tǒng)的工作效率，增加系統(tǒng)的運行成本。

 

具體來說原油是種混合物，這其中主要以C、H為主的烴類化合物為主，還含有少量含硫、含氮等的非烴類化合物以及少量金屬粒子。通過上述對原油分子的描述可以很直觀地了解到原油是一種十分復(fù)雜的物質(zhì)，它粘度非常高，因此通常會采用加熱運輸?shù)姆绞竭M(jìn)行運輸。而原油中還有以C、H為主的烴類化合物，還含有大量的石蠟、焦油以及含各種金屬離子的無機鹽。

 

眾所周知，石蠟是一種固態(tài)物質(zhì)，熔點約為40-60℃，且十分粘稠，原油在運輸時，運輸速度與粘度成反比，粘度越大，運輸速度越低，因此在高粘度稠油運輸過程中，與管壁接觸的時間大大增加，隨著接觸時間的增加，原油的溫度不斷下降，石蠟溫度下降進(jìn)而不斷析出，越來越多的石蠟分子凝結(jié)并吸附在管壁表面，形成污垢。除此之外，原油中還含有大量的包括鋇、鍶、鎂、鈣等硫酸鹽或碳酸鹽。這些垢物通常以溶解度很小的鹽類分子存在，正如上一小節(jié)內(nèi)容所示的污垢物形成機理，這類溶解度很小的鹽類分子將會隨著上述的幾個結(jié)垢階段慢慢形成新的污垢。

 

這兩種物質(zhì)一種是石蠟，一種是包含在石油分子中的金屬粒子鹽。而根據(jù)這兩種污垢形成的描述可以看出這兩種主要污垢形成都與時間相關(guān)，說明接觸的時間越長則形成污垢的幾率也越大，因此在考慮防垢時需要考慮這部分內(nèi)容。這兩種物質(zhì)在隨著原油在管道內(nèi)傳播時都會與管壁接觸，由于原油的粘度大，運輸速度低，在不斷向前運輸時會在管壁殘留，形成管壁束縛油。

 

 

 

 

 

針對原油運輸管道結(jié)垢問題，國內(nèi)外專家學(xué)者也進(jìn)行了諸多的研究，目前除垢方法主要有以下幾種。

 

（一）化學(xué)除垢

 

該方法是根據(jù)每種不同污垢的組成成分，選用能溶解污垢的化學(xué)劑對污垢進(jìn)行溶解達(dá)到除垢的目的。當(dāng)然由于每種污垢的成分不一樣，選用的除垢劑也不一樣，這也導(dǎo)致了一般的化學(xué)除垢劑適用范圍相當(dāng)有限。同時，化學(xué)除垢工藝雜且一般的試劑均具有腐蝕性，在施工過程中也極易因為試劑的用量而損壞管線并造成污染環(huán)境，并且藥劑的費用也并不低，需要持續(xù)性添加。

 

（二）高壓水噴射除垢

 

這種方法類似于消防員所用的高壓水槍，主要是利用柱塞泵產(chǎn)生的高壓水經(jīng)過特殊噴嘴噴出，水流的沖力強，擊打在垢層后，導(dǎo)致污垢脫落，這種方法由于采用高壓水噴射，要求其裝機容量大、同時工作時一直在噴射，因此也存在耗水多的問題。

 

（三）機械除垢

 

這種方法采用一系列針對不同管道類型的清管器進(jìn)行除垢。這種除垢方法與其他方法相比雖然具有易操作、低成本、工時短的優(yōu)點，但是不能高效除垢，比如在清理干凈管內(nèi)垢層時，一般需要來回清理將近10遍才能達(dá)到除垢的效果。

 

（三）物理除垢

 

采用了物理除垢方式的掃頻電子除垢儀，其原身是德國的掃頻除垢設(shè)備，在我國相關(guān)行業(yè)的不懈研究中已經(jīng)進(jìn)化為第五代高科技產(chǎn)品，其不停產(chǎn)易安裝、耗能低壽命長、無需添加任何藥劑、不改變?nèi)魏嗡|(zhì)等特點已經(jīng)受到了眾多企業(yè)和工廠的青睞，在經(jīng)濟方面，投入藥劑一年的費用與購買設(shè)備的費用相當(dāng)，也就是說，僅需一年便可收回設(shè)備的全部成本。

 

 

 

 

 

隨著管道運輸行業(yè)的發(fā)展，管道內(nèi)壁結(jié)垢問題一直困擾著采用管道輸送的各個行業(yè)。管道積垢會造成的能量費用不斷增加，積垢同時伴隨著產(chǎn)量減少，由于管道結(jié)垢，輸送行業(yè)在輸送天然氣時也會引起爆炸，工廠也時常由于管道結(jié)垢而被迫停車、停產(chǎn)。相對于其他方法，掃頻電子除垢設(shè)備不僅性價比高而且優(yōu)點眾多，非常有利于工業(yè)水的除垢和阻垢。