CN109127593B - 一种采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置及方法，装置包括热蒸汽差压气旋发生机构、采油井管清洗除垢机构、油垢污水净化处理机构、输油管道清洗除垢机构及操控室；根据采油井管和地下输油管道不同，采用两种清洗修复方法，均利用热蒸汽差压气旋对管道内壁进行清洗，并可利用高温蒸汽清洗采油井管外壁，产生的油垢污水可进行统一收集，并通过油垢污水净化处理机构对油垢污水进行净化处理和原油回收；清洗修复地下输油管道时，只需在地下输油管道两端点开挖即可，不用整体开挖道路田地，有效解决地下输油管道的清洗维修难题。采用本发明对采输油管道进行清洗修复，具有科学先进、可靠性高、效率高、质量好、成本低、节能环保的优点。

Description

一种采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置及方法

技术领域

本发明属于采输油管道清洗修复技术领域，特别是涉及一种采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置及方法。

背景技术

在油田进行原油开采时，所使用的采输油管道有很多种，包括采油井管、输油管道、注水井管、注气井管等。当采输油系统运行一段时间后，会在采输油管道的内外壁上产生腐蚀结锈垢和油蜡垢，从而会影响到采输油流量和安全生产。

为此，必须对结有锈垢和油蜡垢的采输油管道进行更换和清洗修复，其中更换下来的采油井管大部分并没有损坏，只是在采油井管的内外壁上结有油蜡垢，只要将油蜡垢清除，就可重新使用了；对于输油管道来说，当其内壁结有油蜡垢时，在清洗修复前，需要破路挖沟取管，导致工程量巨大，而且费用高昂；由于油蜡垢的主要成分为原油，当选取的清洗修复方式先进，则可以回收大量的原油资源，如果清洗修复方式落后，则会浪费大量的原油资源，不但清洗修复效率低下，还会污染环境。

目前，采输油管道的清洗修复方式主要有两种，第一种：直接利用洗井车对采输油管道进行清洗修复，但弊端也十分明显，不但清洗修复效果差，而且清洗修复效率低下，并且对环境的污染很难把控；第二种：为了达到不污染井场周围环境的目的，需要将井管从油田运回处理厂进行集中处理，采用喷砂、水煮或中频炉加热等处理方式，其弊端同样十分明显，即存在能耗高、处理成本高、污染严重的弊端。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置及方法，根据含蜡粘稠原油的特性，通过压差发生器把高温蒸汽和压缩空气制造成“热蒸汽差压气旋”，并将“热蒸汽差压气旋”引入需要清洗的管道，实现清理管道内壁油蜡垢及锈垢的目的；同时，利用高温蒸汽清洗油管外壁的油蜡垢及锈垢，并将清除后的油蜡垢进行环保回收处理；本发明的清洗修复方式科学先进且可靠性高，且清洗修复采油井管的效率高、质量好、成本低，由于清除后的油蜡垢可环保回收处理，因此避免环境污染，并且节能环保，特别是清洗修复输油管道时，不用开挖道路田地，只需在埋于地下的输油管道两端点开挖即可，就可满足输油管道的清洗修复，有效解决了地下输油管道的清洗维修难题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置，包括热蒸汽差压气旋发生机构、采油井管清洗除垢机构、油垢污水净化处理机构、输油管道清洗除垢机构及操控室；所述热蒸汽差压气旋发生机构用于制造热蒸汽差压气旋，利用热蒸汽差压气旋对采油井管清洗除垢机构内的采油井管进行清除除垢，或者利用热蒸汽差压气旋对输油管道清洗除垢机构内的输油管道进行清洗除垢；通过所述油垢污水净化处理机构对采油井管清洗除垢机构收集的油垢污水进行净化处理和原油回收；所述热蒸汽差压气旋发生机构、采油井管清洗除垢机构、油垢污水净化处理机构及输油管道清洗除垢机构由操控室进行统一控制。

所述热蒸汽差压气旋发生机构包括水箱、热蒸汽发生器、热蒸汽稳压罐、差压发生器、稳压储气罐及空压机；所述水箱通过第一供水泵与热蒸汽发生器相连，热蒸汽发生器通过第一控制阀与热蒸汽稳压罐相连，热蒸汽稳压罐通过第二控制阀与差压发生器相连，差压发生器通过第三控制阀与稳压储气罐相连，稳压储气罐通过第四控制阀与空压机相连；所述差压发生器通过第五控制阀连接有热蒸汽差压气旋输出管道。

在所述热蒸汽差压气旋输出管道上通过第六控制阀连接有清洗液箱，清洗液箱通过第二供水泵与水箱相连；在所述热蒸汽差压气旋输出管道上通过第七控制阀连接有磨料箱，在热蒸汽差压气旋输出管道上通过第八控制阀连接有涂料箱。

所述采油井管清洗除垢机构包括密封工作仓、自动上料架车、成组采油井管封装卡具及采油井管油垢污水收集箱；所述密封工作仓设有自动启闭控制仓门，采油井管位于自动上料架车上，通过自动上料架车对采油井管进行运输，载有采油井管的自动上料架车由自动启闭控制仓门进出密封工作仓；所述成组采油井管封装卡具位于密封工作仓内，通过成组采油井管封装卡具对自动上料架车上的采油井管进行自动装卡，采油井管一端通过井管清洗入口控制阀与热蒸汽差压气旋输出管道相连通，采油井管另一端通过井管清洗出口控制阀与采油井管油垢污水收集箱相连通，通过热蒸汽差压气旋输出管道输出的热蒸汽差压气旋对采油井管的内壁进行清洗，通过热蒸汽差压气旋输出管道输出空气差压气旋对采油井管的内壁进行干燥；在所述密封工作仓内设置有热蒸汽水喷淋机构及风管吹喷机构，通过热蒸汽水喷淋机构对采油井管的外壁进行清洗，通过风管吹喷机构对采油井管的外壁进行干燥；由所述采油井管的内壁和外壁清洗出的油垢污水通过采油井管油垢污水收集箱进行统一收集。

所述油垢污水净化处理机构包括油污泵、原油回收箱、油水分离器、气浮机、净水器及泥沙清洁器；所述采油井管油垢污水收集箱通过油污泵与油水分离器相连，油水分离器通过第一排油泵与原油回收箱相连，油水分离器通过第一排水泵与气浮机相连，气浮机通过第二排油泵与原油回收箱相连，气浮机通过第二排水泵与净水器相连；所述气浮机内配置有气体压缩泵，气浮机依次通过气体压缩泵及油雾蒸汽吸收管与密封工作仓内部相通；所述泥沙清洁器与气浮机的排沙口相连。

所述输油管道清洗除垢机构包括输油管道清洗入口地坑、输油管道清洗出口地坑及输油管道油垢污水收集箱；所述输油管道清洗入口地坑开挖于地下输油管道的入口处，所述输油管道清洗出口地坑开挖于地下输油管道的出口处；所述地下输油管道的入口通过输油管道入口连接法兰及输油管道入口控制阀与热蒸汽差压气旋输出管道相连，地下输油管道的出口通过输油管道出口连接法兰及输油管道出口控制阀与输油管道油垢污水收集箱相连。

一种采油井管清洗修复方法，采用了所述的采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置，包括如下步骤：

步骤一：启动第一供水泵，由水箱向热蒸汽发生器内供水，并通过热蒸汽发生器产生压力热蒸汽；

步骤二：开启第一控制阀，将热蒸汽发生器产生的压力热蒸汽注入热蒸汽稳压罐中，直到热蒸汽稳压罐达到设计工作压力；同时，启动空压机，通过空压机向稳压储气罐中注入压缩空气，直到稳压储气罐达到设计工作压力；

步骤三：分别开启第二控制阀和第三控制阀，并将压力热蒸汽和压缩空气一同注入差压发生器中，直到形成热蒸汽差压气旋；

步骤四：开启密封工作仓的自动启闭控制仓门，通过自动上料架车将待清洗的采油井管运输到密封工作仓中的清洗工位；

步骤五：启动成组采油井管封装卡具，通过成组采油井管封装卡具将清洗工位处的采油井管进行自动装卡，使采油井管一端管口通过井管清洗入口控制阀接入热蒸汽差压气旋输出管道，同时使采油井管另一端管口通过井管清洗出口控制阀接入采油井管油垢污水收集箱；

步骤六：关闭密封工作仓的自动启闭控制仓门，然后开启第五控制阀、井管清洗入口控制阀及井管清洗出口控制阀，热蒸汽差压气旋将由热蒸汽差压气旋输出管道进入采油井管中对其内壁进行清洗；同时，启动密封工作仓内的热蒸汽水喷淋机构，通过热蒸汽水喷淋机构对采油井管的外壁进行清洗；由采油井管的内壁和外壁清洗出的油垢污水进入采油井管油垢污水收集箱中进行统一收集；

步骤七：当采油井管的内壁和外壁清洗结束后，关闭第二控制阀，仅保留压缩空气的供给，通过差压发生器输出空气差压气旋，并利用空气差压气旋对对采油井管的内壁进行干燥；同时，启动密封工作仓内的风管吹喷机构，通过风管吹喷机构对采油井管的外壁进行干燥；

步骤八：当采油井管的内壁和外壁干燥结束后，解除成组采油井管封装卡具对采油井管的装卡，然后开启密封工作仓的自动启闭控制仓门，再通过自动上料架车将清洗干燥好的采油井管移出密封工作仓，最后成品入库。

在采油井管清洗过程中，同时对采油井管油垢污水收集箱中的油垢污水以及密封工作仓内的蒸汽、油雾进行处理，具体通过油污泵将采油井管油垢污水收集箱中的油垢污水输送到油水分离器中，并通过气体压缩泵及油雾蒸汽吸收管将密封工作仓内的蒸汽、油雾输送至气浮机中；通过油水分离器对油垢污水进行油水分离处理，其分离出的原油直接通过第一排油泵输送到原油回收箱中进行回收，其分离出的含油污水通过第一排水泵输送到气浮机中；由气浮机处理后所分离出的原油通过第二排油泵输送到原油回收箱中进行回收，由气浮机处理后所分离出的水通过第二排水泵输送到净水器中进行净化，净化后的水再返回水箱中循环利用，由气浮机处理后所分离出的渣土直接进入泥沙清洁器中，再经脱水并达标后排出泥沙清洁器进行回收利用。

一种输油管道清洗修复方法，采用了所述的采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置，包括如下步骤：

步骤一：启动第一供水泵，由水箱向热蒸汽发生器内供水，并通过热蒸汽发生器产生压力热蒸汽；

步骤二：开启第一控制阀，将热蒸汽发生器产生的压力热蒸汽注入热蒸汽稳压罐中，直到热蒸汽稳压罐达到设计工作压力；同时，启动空压机，通过空压机向稳压储气罐中注入压缩空气，直到稳压储气罐达到设计工作压力；

步骤三：分别开启第二控制阀和第三控制阀，并将压力热蒸汽和压缩空气一同注入差压发生器中，直到形成热蒸汽差压气旋；

步骤四：在输油管道野外作业区内，根据地下输油管道的行程，开挖输油管道清洗入口地坑和输油管道清洗出口地坑；

步骤五：根据地下输油管道的管径和型号，将地下输油管道的入口输油管道入口连接法兰及输油管道入口控制阀与热蒸汽差压气旋输出管道相连，同时将地下输油管道的出口通过输油管道出口连接法兰及输油管道出口控制阀与输油管道油垢污水收集箱相连；

步骤六：开启第五控制阀、输油管道入口控制阀及输油管道出口控制阀，热蒸汽差压气旋将由热蒸汽差压气旋输出管道进入地下输油管道中对其内壁进行清洗，直至清除地下输油管道内壁的油蜡垢，而由地下输油管道内壁清洗出的油垢污水进入输油管道油垢污水收集箱中进行收集；

步骤七：关闭第二控制阀，保留压缩空气的供给，通过差压发生器输出空气差压气旋；同时，开启第七控制阀，通过磨料箱向空气差压气旋中加入磨料，并通过混有磨料的空气差压气旋对地下输油管道内壁的锈垢进行清除；

步骤八：当地下输油管道内壁除锈结束后，关闭第七控制阀，然后开启第六控制阀，通过清洗液箱向空气差压气旋中加入清洗液或清水，并通过混有清洗液或清水的空气差压气旋对地下输油管道内壁进行清洗；

步骤九：当地下输油管道内壁除锈后的清洗结束后，关闭第六控制阀，然后仅通过空气差压气旋对地下输油管道内壁进行干燥；

步骤十：当地下输油管道内壁干燥结束后，开启第八控制阀，通过涂料箱向空气差压气旋中加入涂料，并通过涂料使地下输油管道内壁形成保护膜；

步骤十一：关闭第八控制阀，然后仅通过空气差压气旋对地下输油管道内壁的涂料保护膜进行吹干；

步骤十二：关闭第五控制阀、输油管道入口控制阀及输油管道出口控制阀，清洗修复装置整体停机，断开地下输油管道入口处和出口处的连接，重新将地下输油管道与输油管网连接，然后将输油管道清洗入口地坑和输油管道清洗出口地坑进行回填复原，最后将输油管道油垢污水收集箱中收集的油污水垢和锈垢运回指定区域进行回收处理。

本发明的有益效果：

本发明的采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置及方法，根据含蜡粘稠原油的特性，通过压差发生器把高温蒸汽和压缩空气制造成“热蒸汽差压气旋”，并将“热蒸汽差压气旋”引入需要清洗的管道，实现清理管道内壁油蜡垢及锈垢的目的；同时，利用高温蒸汽清洗油管外壁的油蜡垢及锈垢，并将清除后的油蜡垢进行环保回收处理；本发明的清洗修复方式科学先进且可靠性高，且清洗修复采油井管的效率高、质量好、成本低，由于清除后的油蜡垢可环保回收处理，因此避免环境污染，并且节能环保，特别是清洗修复输油管道时，不用开挖道路田地，只需在埋于地下的输油管道两端点开挖即可，就可满足输油管道的清洗修复，有效解决了地下输油管道的清洗维修难题。

附图说明

图1为本发明的一种采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置的结构原理图；

图中，1—水箱，2—热蒸汽发生器，3—热蒸汽稳压罐，4—差压发生器，5—稳压储气罐，6—空压机，7—第一供水泵，8—第一控制阀，9—第二控制阀，10—第三控制阀，11—第四控制阀，12—第五控制阀，13—热蒸汽差压气旋输出管道，14—第六控制阀，15—清洗液箱，16—第二供水泵，17—第七控制阀，18—磨料箱，19—第八控制阀，20—涂料箱，21—采油井管油垢污水收集箱，22—采油井管，23—井管清洗入口控制阀，24—井管清洗出口控制阀，25—油污泵，26—原油回收箱，27—油水分离器，28—气浮机，29—净水器，30—泥沙清洁器，31—第一排油泵，32—第一排水泵，33—第二排油泵，34—第二排水泵，35—油雾蒸汽吸收管，36—输油管道清洗入口地坑，37—输油管道清洗出口地坑，38—输油管道油垢污水收集箱，39—地下输油管道，40—输油管道入口连接法兰，41—输油管道入口控制阀，42—输油管道出口连接法兰，43—输油管道出口控制阀，44—密封工作仓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置，包括热蒸汽差压气旋发生机构、采油井管清洗除垢机构、油垢污水净化处理机构、输油管道清洗除垢机构及操控室；所述热蒸汽差压气旋发生机构用于制造热蒸汽差压气旋，利用热蒸汽差压气旋对采油井管清洗除垢机构内的采油井管进行清除除垢，或者利用热蒸汽差压气旋对输油管道清洗除垢机构内的输油管道进行清洗除垢；通过所述油垢污水净化处理机构对采油井管清洗除垢机构收集的油垢污水进行净化处理和原油回收；所述热蒸汽差压气旋发生机构、采油井管清洗除垢机构、油垢污水净化处理机构及输油管道清洗除垢机构由操控室进行统一控制。

所述热蒸汽差压气旋发生机构包括水箱1、热蒸汽发生器2、热蒸汽稳压罐3、差压发生器4、稳压储气罐5及空压机6；所述水箱1通过第一供水泵7与热蒸汽发生器2相连，热蒸汽发生器2通过第一控制阀8与热蒸汽稳压罐3相连，热蒸汽稳压罐3通过第二控制阀9与差压发生器4相连，差压发生器4通过第三控制阀10与稳压储气罐5相连，稳压储气罐5通过第四控制阀11与空压机6相连；所述差压发生器4通过第五控制阀12连接有热蒸汽差压气旋输出管道13。

在所述热蒸汽差压气旋输出管道13上通过第六控制阀14连接有清洗液箱15，清洗液箱15通过第二供水泵16与水箱1相连；在所述热蒸汽差压气旋输出管道13上通过第七控制阀17连接有磨料箱18，在热蒸汽差压气旋输出管道13上通过第八控制阀19连接有涂料箱20。

所述采油井管清洗除垢机构包括密封工作仓44、自动上料架车、成组采油井管封装卡具及采油井管油垢污水收集箱21；所述密封工作仓44设有自动启闭控制仓门，采油井管22位于自动上料架车上，通过自动上料架车对采油井管22进行运输，载有采油井管22的自动上料架车由自动启闭控制仓门进出密封工作仓44；所述成组采油井管封装卡具位于密封工作仓内，通过成组采油井管封装卡具对自动上料架车上的采油井管22进行自动装卡，采油井管22一端通过井管清洗入口控制阀23与热蒸汽差压气旋输出管道13相连通，采油井管22另一端通过井管清洗出口控制阀24与采油井管油垢污水收集箱21相连通，通过热蒸汽差压气旋输出管道13输出的热蒸汽差压气旋对采油井管22的内壁进行清洗，通过热蒸汽差压气旋输出管道13输出空气差压气旋对采油井管22的内壁进行干燥；在所述密封工作仓44内设置有热蒸汽水喷淋机构及风管吹喷机构，通过热蒸汽水喷淋机构对采油井管22的外壁进行清洗，通过风管吹喷机构对采油井管22的外壁进行干燥；由所述采油井管22的内壁和外壁清洗出的油垢污水通过采油井管油垢污水收集箱21进行统一收集。

所述油垢污水净化处理机构包括油污泵25、原油回收箱26、油水分离器27、气浮机28、净水器29及泥沙清洁器30；所述采油井管油垢污水收集箱21通过油污泵25与油水分离器27相连，油水分离器27通过第一排油泵31与原油回收箱26相连，油水分离器27通过第一排水泵32与气浮机28相连，气浮机28通过第二排油泵33与原油回收箱26相连，气浮机28通过第二排水泵34与净水器29相连；所述气浮机28内配置有气体压缩泵，气浮机28依次通过气体压缩泵及油雾蒸汽吸收管35与密封工作仓44内部相通；所述泥沙清洁器30与气浮机28的排沙口相连。

所述输油管道清洗除垢机构包括输油管道清洗入口地坑36、输油管道清洗出口地坑37及输油管道油垢污水收集箱38；所述输油管道清洗入口地坑36开挖于地下输油管道39的入口处，所述输油管道清洗出口地坑37开挖于地下输油管道39的出口处；所述地下输油管道39的入口通过输油管道入口连接法兰40及输油管道入口控制阀41与热蒸汽差压气旋输出管道13相连，地下输油管道39的出口通过输油管道出口连接法兰42及输油管道出口控制阀43与输油管道油垢污水收集箱38相连。

一种采油井管清洗修复方法，采用了所述的采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置，包括如下步骤：

步骤一：启动第一供水泵7，由水箱1向热蒸汽发生器2内供水，并通过热蒸汽发生器2产生压力热蒸汽；

步骤二：开启第一控制阀8，将热蒸汽发生器2产生的压力热蒸汽注入热蒸汽稳压罐3中，直到热蒸汽稳压罐3达到设计工作压力；同时，启动空压机6，通过空压机6向稳压储气罐5中注入压缩空气，直到稳压储气罐5达到设计工作压力；

步骤三：分别开启第二控制阀9和第三控制阀10，并将压力热蒸汽和压缩空气一同注入差压发生器4中，直到形成热蒸汽差压气旋；

步骤四：开启密封工作仓44的自动启闭控制仓门，通过自动上料架车将待清洗的采油井管22运输到密封工作仓44中的清洗工位；

步骤五：启动成组采油井管封装卡具，通过成组采油井管封装卡具将清洗工位处的采油井管22进行自动装卡，使采油井管22一端管口通过井管清洗入口控制阀23接入热蒸汽差压气旋输出管道13，同时使采油井管22另一端管口通过井管清洗出口控制阀24接入采油井管油垢污水收集箱21；

步骤六：关闭密封工作仓44的自动启闭控制仓门，然后开启第五控制阀12、井管清洗入口控制阀23及井管清洗出口控制阀24，热蒸汽差压气旋将由热蒸汽差压气旋输出管道13进入采油井管22中对其内壁进行清洗；同时，启动密封工作仓44内的热蒸汽水喷淋机构，通过热蒸汽水喷淋机构对采油井管22的外壁进行清洗；由采油井管22的内壁和外壁清洗出的油垢污水进入采油井管油垢污水收集箱21中进行统一收集；

步骤七：当采油井管22的内壁和外壁清洗结束后，关闭第二控制阀9，仅保留压缩空气的供给，通过差压发生器4输出空气差压气旋，并利用空气差压气旋对对采油井管22的内壁进行干燥；同时，启动密封工作仓44内的风管吹喷机构，通过风管吹喷机构对采油井管22的外壁进行干燥；

步骤八：当采油井管22的内壁和外壁干燥结束后，解除成组采油井管封装卡具对采油井管22的装卡，然后开启密封工作仓44的自动启闭控制仓门，再通过自动上料架车将清洗干燥好的采油井管22移出密封工作仓44，最后成品入库。

在采油井管22清洗过程中，同时对采油井管油垢污水收集箱21中的油垢污水以及密封工作仓44内的蒸汽、油雾进行处理，具体通过油污泵25将采油井管油垢污水收集箱21中的油垢污水输送到油水分离器27中，并通过气体压缩泵及油雾蒸汽吸收管35将密封工作仓44内的蒸汽、油雾输送至气浮机28中；通过油水分离器27对油垢污水进行油水分离处理，其分离出的原油直接通过第一排油泵31输送到原油回收箱26中进行回收，其分离出的含油污水通过第一排水泵32输送到气浮机28中；由气浮机28处理后所分离出的原油通过第二排油泵33输送到原油回收箱26中进行回收，由气浮机28处理后所分离出的水通过第二排水泵34输送到净水器29中进行净化，净化后的水再返回水箱1中循环利用，由气浮机28处理后所分离出的渣土直接进入泥沙清洁器30中，再经脱水并达标后排出泥沙清洁器30进行回收利用，可铺路或制砖。

在实际应用过程中，采油井管22的常见规格(直径×壁厚×长度)为73mm×4mm×11m、73mm×4mm×9m、87mm×4mm×11m及87mm×4mm×9m，在进行采油井管清洗修复时，相关设备参数和工艺参数如下：以5根采油井管22为一组，每次对一组采油井管22进行同步清洗修复；热蒸汽发生器2的额定蒸发量为800Kg/h，稳压储气罐5的储气量为8立方米，空压机6的排气量为15立方米/分钟，空压机6的排出压力为1MPa，差压发生器4的外形尺寸(长×宽×高)为1.4m×1.2m×1.4m，清洗液为清水，第二供水泵16的清水泵送压力为150kg，油垢污水净化处理能力为10吨/小时。

一种输油管道清洗修复方法，采用了所述的采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置，包括如下步骤：

步骤一：启动第一供水泵7，由水箱1向热蒸汽发生器2内供水，并通过热蒸汽发生器2产生压力热蒸汽；

步骤二：开启第一控制阀8，将热蒸汽发生器2产生的压力热蒸汽注入热蒸汽稳压罐3中，直到热蒸汽稳压罐3达到设计工作压力；同时，启动空压机6，通过空压机6向稳压储气罐5中注入压缩空气，直到稳压储气罐5达到设计工作压力；

步骤三：分别开启第二控制阀9和第三控制阀10，并将压力热蒸汽和压缩空气一同注入差压发生器4中，直到形成热蒸汽差压气旋；

步骤四：在输油管道野外作业区内，根据地下输油管道39的行程，开挖输油管道清洗入口地坑36和输油管道清洗出口地坑37；

步骤五：根据地下输油管道39的管径和型号，将地下输油管道39的入口输油管道入口连接法兰40及输油管道入口控制阀41与热蒸汽差压气旋输出管道13相连，同时将地下输油管道39的出口通过输油管道出口连接法兰42及输油管道出口控制阀43与输油管道油垢污水收集箱38相连；

步骤六：开启第五控制阀12、输油管道入口控制阀41及输油管道出口控制阀43，热蒸汽差压气旋将由热蒸汽差压气旋输出管道13进入地下输油管道39中对其内壁进行清洗，直至清除地下输油管道39内壁的油蜡垢，而由地下输油管道39内壁清洗出的油垢污水进入输油管道油垢污水收集箱38中进行收集；

步骤七：关闭第二控制阀9，保留压缩空气的供给，通过差压发生器4输出空气差压气旋；同时，开启第七控制阀17，通过磨料箱18向空气差压气旋中加入磨料，并通过混有磨料的空气差压气旋对地下输油管道39内壁的锈垢进行清除；

步骤八：当地下输油管道39内壁除锈结束后，关闭第七控制阀17，然后开启第六控制阀14，通过清洗液箱15向空气差压气旋中加入清洗液或清水，并通过混有清洗液或清水的空气差压气旋对地下输油管道39内壁进行清洗；

步骤九：当地下输油管道39内壁除锈后的清洗结束后，关闭第六控制阀14，然后仅通过空气差压气旋对地下输油管道39内壁进行干燥；

步骤十：当地下输油管道39内壁干燥结束后，开启第八控制阀19，通过涂料箱20向空气差压气旋中加入涂料，并通过涂料使地下输油管道39内壁形成保护膜；

步骤十一：关闭第八控制阀19，然后仅通过空气差压气旋对地下输油管道39内壁的涂料保护膜进行吹干；

步骤十二：关闭第五控制阀12、输油管道入口控制阀41及输油管道出口控制阀43，清洗修复装置整体停机，断开地下输油管道39入口处和出口处的连接，重新将地下输油管道39与输油管网连接，然后将输油管道清洗入口地坑36和输油管道清洗出口地坑37进行回填复原，最后将输油管道油垢污水收集箱38中收集的油污水垢和锈垢运回指定区域进行回收处理。

在实际应用过程中，以管内径为200mm、行程为1000m的地下输油管道39为例；在进行地下输油管道清洗修复时，相关设备参数和工艺参数如下：热蒸汽发生器2的额定蒸发量为800Kg/h，稳压储气罐5的储气量为8立方米，空压机6的排气量为15立方米/分钟，空压机6的排出压力为1MPa，差压发生器4的外形尺寸(长×宽×高)为1.4m×1.2m×1.4m，清洗液为清水，第二供水泵16的清水泵送压力为150kg，油垢污水净化处理能力为10吨/小时。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置，其特征在于：包括热蒸汽差压气旋发生机构、采油井管清洗除垢机构、油垢污水净化处理机构、输油管道清洗除垢机构及操控室；所述热蒸汽差压气旋发生机构用于制造热蒸汽差压气旋，利用热蒸汽差压气旋对采油井管清洗除垢机构内的采油井管进行清除除垢，或者利用热蒸汽差压气旋对输油管道清洗除垢机构内的输油管道进行清洗除垢；通过所述油垢污水净化处理机构对采油井管清洗除垢机构收集的油垢污水进行净化处理和原油回收；所述热蒸汽差压气旋发生机构、采油井管清洗除垢机构、油垢污水净化处理机构及输油管道清洗除垢机构由操控室进行统一控制；

所述热蒸汽差压气旋发生机构包括水箱、热蒸汽发生器、热蒸汽稳压罐、差压发生器、稳压储气罐及空压机；所述水箱通过第一供水泵与热蒸汽发生器相连，热蒸汽发生器通过第一控制阀与热蒸汽稳压罐相连，热蒸汽稳压罐通过第二控制阀与差压发生器相连，差压发生器通过第三控制阀与稳压储气罐相连，稳压储气罐通过第四控制阀与空压机相连；所述差压发生器通过第五控制阀连接有热蒸汽差压气旋输出管道；

在所述热蒸汽差压气旋输出管道上通过第六控制阀连接有清洗液箱，清洗液箱通过第二供水泵与水箱相连；在所述热蒸汽差压气旋输出管道上通过第七控制阀连接有磨料箱，在热蒸汽差压气旋输出管道上通过第八控制阀连接有涂料箱；

所述采油井管清洗除垢机构包括密封工作仓、自动上料架车、成组采油井管封装卡具及采油井管油垢污水收集箱；所述密封工作仓设有自动启闭控制仓门，采油井管位于自动上料架车上，通过自动上料架车对采油井管进行运输，载有采油井管的自动上料架车由自动启闭控制仓门进出密封工作仓；所述成组采油井管封装卡具位于密封工作仓内，通过成组采油井管封装卡具对自动上料架车上的采油井管进行自动装卡，采油井管一端通过井管清洗入口控制阀与热蒸汽差压气旋输出管道相连通，采油井管另一端通过井管清洗出口控制阀与采油井管油垢污水收集箱相连通，通过热蒸汽差压气旋输出管道输出的热蒸汽差压气旋对采油井管的内壁进行清洗，通过热蒸汽差压气旋输出管道输出空气差压气旋对采油井管的内壁进行干燥；在所述密封工作仓内设置有热蒸汽水喷淋机构及风管吹喷机构，通过热蒸汽水喷淋机构对采油井管的外壁进行清洗，通过风管吹喷机构对采油井管的外壁进行干燥；由所述采油井管的内壁和外壁清洗出的油垢污水通过采油井管油垢污水收集箱进行统一收集；

所述油垢污水净化处理机构包括油污泵、原油回收箱、油水分离器、气浮机、净水器及泥沙清洁器；所述采油井管油垢污水收集箱通过油污泵与油水分离器相连，油水分离器通过第一排油泵与原油回收箱相连，油水分离器通过第一排水泵与气浮机相连，气浮机通过第二排油泵与原油回收箱相连，气浮机通过第二排水泵与净水器相连；所述气浮机内配置有气体压缩泵，气浮机依次通过气体压缩泵及油雾蒸汽吸收管与密封工作仓内部相通；所述泥沙清洁器与气浮机的排沙口相连；

所述输油管道清洗除垢机构包括输油管道清洗入口地坑、输油管道清洗出口地坑及输油管道油垢污水收集箱；所述输油管道清洗入口地坑开挖于地下输油管道的入口处，所述输油管道清洗出口地坑开挖于地下输油管道的出口处；所述地下输油管道的入口通过输油管道入口连接法兰及输油管道入口控制阀与热蒸汽差压气旋输出管道相连，地下输油管道的出口通过输油管道出口连接法兰及输油管道出口控制阀与输油管道油垢污水收集箱相连。

2.一种采油井管清洗修复方法，采用了权利要求1所述的采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：启动第一供水泵，由水箱向热蒸汽发生器内供水，并通过热蒸汽发生器产生压力热蒸汽；

步骤二：开启第一控制阀，将热蒸汽发生器产生的压力热蒸汽注入热蒸汽稳压罐中，直到热蒸汽稳压罐达到设计工作压力；同时，启动空压机，通过空压机向稳压储气罐中注入压缩空气，直到稳压储气罐达到设计工作压力；

步骤三：分别开启第二控制阀和第三控制阀，并将压力热蒸汽和压缩空气一同注入差压发生器中，直到形成热蒸汽差压气旋；

步骤四：开启密封工作仓的自动启闭控制仓门，通过自动上料架车将待清洗的采油井管运输到密封工作仓中的清洗工位；

步骤五：启动成组采油井管封装卡具，通过成组采油井管封装卡具将清洗工位处的采油井管进行自动装卡，使采油井管一端管口通过井管清洗入口控制阀接入热蒸汽差压气旋输出管道，同时使采油井管另一端管口通过井管清洗出口控制阀接入采油井管油垢污水收集箱；

步骤六：关闭密封工作仓的自动启闭控制仓门，然后开启第五控制阀、井管清洗入口控制阀及井管清洗出口控制阀，热蒸汽差压气旋将由热蒸汽差压气旋输出管道进入采油井管中对其内壁进行清洗；同时，启动密封工作仓内的热蒸汽水喷淋机构，通过热蒸汽水喷淋机构对采油井管的外壁进行清洗；由采油井管的内壁和外壁清洗出的油垢污水进入采油井管油垢污水收集箱中进行统一收集；

步骤七：当采油井管的内壁和外壁清洗结束后，关闭第二控制阀，仅保留压缩空气的供给，通过差压发生器输出空气差压气旋，并利用空气差压气旋对对采油井管的内壁进行干燥；同时，启动密封工作仓内的风管吹喷机构，通过风管吹喷机构对采油井管的外壁进行干燥；

步骤八：当采油井管的内壁和外壁干燥结束后，解除成组采油井管封装卡具对采油井管的装卡，然后开启密封工作仓的自动启闭控制仓门，再通过自动上料架车将清洗干燥好的采油井管移出密封工作仓，最后成品入库。

3.根据权利要求2所述的采油井管清洗修复方法，其特征在于：在采油井管清洗过程中，同时对采油井管油垢污水收集箱中的油垢污水以及密封工作仓内的蒸汽、油雾进行处理，具体通过油污泵将采油井管油垢污水收集箱中的油垢污水输送到油水分离器中，并通过气体压缩泵及油雾蒸汽吸收管将密封工作仓内的蒸汽、油雾输送至气浮机中；通过油水分离器对油垢污水进行油水分离处理，其分离出的原油直接通过第一排油泵输送到原油回收箱中进行回收，其分离出的含油污水通过第一排水泵输送到气浮机中；由气浮机处理后所分离出的原油通过第二排油泵输送到原油回收箱中进行回收，由气浮机处理后所分离出的水通过第二排水泵输送到净水器中进行净化，净化后的水再返回水箱中循环利用，由气浮机处理后所分离出的渣土直接进入泥沙清洁器中，再经脱水并达标后排出泥沙清洁器进行回收利用。

4.一种输油管道清洗修复方法，采用了权利要求1所述的采输油管道热蒸汽差压气旋法清洗修复装置，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：启动第一供水泵，由水箱向热蒸汽发生器内供水，并通过热蒸汽发生器产生压力热蒸汽；

步骤二：开启第一控制阀，将热蒸汽发生器产生的压力热蒸汽注入热蒸汽稳压罐中，直到热蒸汽稳压罐达到设计工作压力；同时，启动空压机，通过空压机向稳压储气罐中注入压缩空气，直到稳压储气罐达到设计工作压力；

步骤三：分别开启第二控制阀和第三控制阀，并将压力热蒸汽和压缩空气一同注入差压发生器中，直到形成热蒸汽差压气旋；

步骤四：在输油管道野外作业区内，根据地下输油管道的行程，开挖输油管道清洗入口地坑和输油管道清洗出口地坑；

步骤五：根据地下输油管道的管径和型号，将地下输油管道的入口输油管道入口连接法兰及输油管道入口控制阀与热蒸汽差压气旋输出管道相连，同时将地下输油管道的出口通过输油管道出口连接法兰及输油管道出口控制阀与输油管道油垢污水收集箱相连；

步骤六：开启第五控制阀、输油管道入口控制阀及输油管道出口控制阀，热蒸汽差压气旋将由热蒸汽差压气旋输出管道进入地下输油管道中对其内壁进行清洗，直至清除地下输油管道内壁的油蜡垢，而由地下输油管道内壁清洗出的油垢污水进入输油管道油垢污水收集箱中进行收集；

步骤七：关闭第二控制阀，保留压缩空气的供给，通过差压发生器输出空气差压气旋；同时，开启第七控制阀，通过磨料箱向空气差压气旋中加入磨料，并通过混有磨料的空气差压气旋对地下输油管道内壁的锈垢进行清除；

步骤八：当地下输油管道内壁除锈结束后，关闭第七控制阀，然后开启第六控制阀，通过清洗液箱向空气差压气旋中加入清洗液或清水，并通过混有清洗液或清水的空气差压气旋对地下输油管道内壁进行清洗；

步骤九：当地下输油管道内壁除锈后的清洗结束后，关闭第六控制阀，然后仅通过空气差压气旋对地下输油管道内壁进行干燥；

步骤十：当地下输油管道内壁干燥结束后，开启第八控制阀，通过涂料箱向空气差压气旋中加入涂料，并通过涂料使地下输油管道内壁形成保护膜；

步骤十一：关闭第八控制阀，然后仅通过空气差压气旋对地下输油管道内壁的涂料保护膜进行吹干；

步骤十二：关闭第五控制阀、输油管道入口控制阀及输油管道出口控制阀，清洗修复装置整体停机，断开地下输油管道入口处和出口处的连接，重新将地下输油管道与输油管网连接，然后将输油管道清洗入口地坑和输油管道清洗出口地坑进行回填复原，最后将输油管道油垢污水收集箱中收集的油污水垢和锈垢运回指定区域进行回收处理。

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