CN109423361A - 一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂及其使用方法，提供了一种适用于高含硫气田污水收集管线内积垢的清洗药剂。该清洗药剂包括螯合剂、阴离子表面活性剂、氢氧化钠、磷酸钠、乙二醇和促进剂。该清洗药剂为碱性清洗剂，pH值可控制在10‑14间，能够在较低的使用温度下高效溶解清洗高含硫气田污水收集管线内的积垢。

Description

一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及到清洗技术领域，尤其涉及一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂及其使用方法。
背景技术
高含硫气田在生产运行中会产生大量污水，这些污水通过集气站内的各种分离器被收集起来，最终由污水收集管线输送至配套的污水处理站进行处理。经过长时间的连续运行后，污水收集管线内会沉积大量含硫垢质，这些垢质成分复杂，具备以下特征：
（1）垢质紧密且厚，附着性强，能牢固的粘附在污水收集管线内壁。
（2）硫化物含量高，主要包括单质硫及有机硫化物，硫化物总占比超过10%。
（3）存在少量岩屑及腐蚀产物。
（4）污水收集管线内的积垢多存在于管线低洼、易积水段。
（5）积垢部位不均匀，污水收集管线下半部沉积较多，上半部几乎无积垢。
污水收集管线内的积垢易导致污水收集管线堵塞、流量减小等问题，影响气田的正产生产。
目前国内外对于高含硫气田污水收集管线内含硫积垢的清洗剂尚无成熟产品，就一般污水管线而言清洗积垢主要有以下几种措施：
一是采用物理清理的方式，即pig清洗，利用pig清洗器，使用气压或水压为动力，通过物理挤压、剥离的方式将管线内的积垢。
二是采用酸洗的方式，利用酸液与积垢中的碳酸盐、硅酸盐、腐蚀产物等物质进行反应，分解积垢，达到清洗的目的。
三是使用适用于高含硫气田的溶硫剂进行清洗。
但上述三项措施存在以下问题：
1、物理pig清洗仅适用于质地较软的垢质或厚度较小的硬质垢，无法适用于高含硫气田污水收集管线内的垢质紧密且厚的工况。
2、酸洗虽然其反应速度快，清洗效果好，但会与高含硫气田污水收集管线内积垢中的硫化物反应，产生硫化氢，不适用于现场工况。
3、使用溶硫剂清洗，受限于溶硫剂作用效果单一，仅能作用于单质硫，无法有效清洗高含硫气田污水收集管线内的含硫积垢。
国家知识产权局于2015.09.16公开了一件公开号为CN104907292A，名称为“一种高含硫气田集气站冲砂清洗工艺”的发明，该发明提供了一种高含硫气田集气站冲砂清洗工艺，该工艺使用冲砂撬装在不停产的情况下对集气站中设备进行冲砂清洗，首先使原有管路中的流体通过旁通装置流入下游设备，关闭待清洗设备，再对待清洗设备进行钝化、清洗剂清洗、清水冲洗等操作，最后调节流体至原有设备中流动，拆卸冲砂撬装，完成清洗工作，本发明提供的清洗工艺，操作简便快捷，无需使用吊装，清洗时设备及人员的安全性高，在清洗过程中使用的药剂及水能够循环使用，节约资源。
在上述文献中，公开了清洗剂由包括以下重量配比的组分：溶硫剂5-10份、分散剂3-15份、络合剂1-18份。进一步的，还公开了溶硫剂、分散剂以及络合剂的组成、配比。
上述现有技术存在以下问题：现有的溶硫剂或者类似的溶硫剂主要成分为水溶性的有机胺或硫醇、硫醚类物质，这些物质具有难闻的臭味，毒性较强，而且挥发性较强，在施工过程和后续的残液处理过程中易对环境和操作人员身体造成危害，有些已经是禁止使用的。这些物质挥发的气相是易燃易爆的，给施工和残液处理都会带来严重的安全隐患。另外，这些物质对设备密封件尤其是橡胶类密封件有较强的溶胀作用造成密封件损坏。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂及其使用方法，提供了一种碱性清洗剂，pH值可控制在10-14间，能够在较低的使用温度下高效溶解清洗高含硫气田污水收集管线内的积垢。
本发明通过下述技术方案实现：
一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 1-10份；
阴离子表面活性剂 1-20份；
氢氧化钠 1-20份；
磷酸钠 1-10份；
乙二醇 1-20份；
促进剂 1-20份。
进一步地，如上所述的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 5-10份；
阴离子表面活性剂 10-20份；
氢氧化钠 10-20份；
磷酸钠 5-10份；
乙二醇 10-20份；
促进剂 10-20份。
进一步地，本发明的螯合剂为EDDHA、DTPMPA、EDTMPS或者葡萄糖酸钠。
进一步地，本发明的阴离子表面活性剂为阴离子聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠。
进一步地，本发明的促进剂为多硫化钠，Na2SX中X≥4。
一种如上所述的清洗药剂的使用方法，包括以下步骤：
A.将清洗药剂按照配比配制成水溶液，得到清洗液待用；
B.将配置好的步骤A中的清洗液加注到污水收集管线内，进行浸泡；
C.利用机泵对加注的清洗液进行循环，每间隔0.2-1h取样化验废液中的硫化物含量、SS和油含量判定清洗作业终点；
D.排出清洗液，加注清水替换污水收集管线内的清洗液残液；
E.拆除临时流程，恢复污水收集管线生产流程，清洗完成。
进一步地，本发明在步骤A中，水溶液为5-10wt.%的水溶液。
进一步地，本发明在步骤B中，浸泡的时间为4-8h。
进一步地，本发明在步骤C中，循环的时间为6-12h。
进一步地，本发明在步骤C中，每间隔0.5h取样化验废液中的硫化物含量、SS和油含量判定清洗作业终点。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
一、本发明填补了高含硫气田污水收集管线含硫积垢清洗剂空白，避免了使用易燃易爆、有毒有害的溶硫剂进行清洗，且清洗效果不佳的问题，解决了采用酸液清洗产生硫化氢的问题，提供一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂。
二、本发明所述的清洗药剂主要采用无机物，能够在较低的使用温度下高效溶解清洗高含硫气田污水收集管线内的含硫积垢。本发明的清洗药剂主要成分采用了无机物，其他助剂也均为水溶性无毒或低毒性的物质，同时对设备材质和密封件材质的腐蚀性均控制在了国家相关标准范围之内，可安全用于现场施工。
三、本发明提供了清洗药剂的使用方法，即按照本发明配方配置清洗剂后，按照常规清洗工艺即可完成对高含硫气田污水收集管线的清洗。 通过浸泡即可对高含硫气田污水收集管线内部的含硫积垢进行有效的清洁。
四、本发明通过向高含硫气田污水收集管线内加注特定的清洗药剂，通过一定时间的浸泡、循环，可将污水收集管线内的沉积的含硫垢质清洗出污水收集管线外，解决污水收集管线被垢质堵塞、腐蚀的问题。本发明安全风险低，pH值调节范围广，可调范围为pH10-14，作用效果快，单次作业时间不超过36h，对高含硫气田污水收集管线内积垢的适应性强，可在较长的时间段内保障污水收集管线的正常运行。
五、本发明中的螯合剂，主要针对积垢中的Fe离子和Ca离子起作用，两种离子分别对应金属腐蚀产物如Fe2O3和钙垢。葡萄糖酸钠将这些不溶于水的垢质转化为溶于水的葡萄糖酸铁和葡萄糖酸钙，从而达到除垢的目的，选择葡糖糖酸钠，是由于其耐强碱。具有最佳的效果。
六、本发明中的活性剂主要作用是乳化积垢表面的油类物质，使清洗剂有效的同积垢接触，选择甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠是由于其在强碱条件下乳化效率高，能够最大限度地乳化积垢表面的油类物质。
具体实施方式
实施例1
本实施例为最基本的实施方式。
一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 100kg；
阴离子表面活性剂 100kg；
氢氧化钠 100kg；
磷酸钠 50kg；
乙二醇 200kg；
促进剂 200kg；
其余组分为水。
实施例2
本实施例为一较佳实施方式。
一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 50kg；
阴离子表面活性剂 100kg；
氢氧化钠 100kg；
磷酸钠 50kg；
乙二醇 150kg；
促进剂 150kg；
其余组分为水。
实施例3
本实施例为又一较佳实施方式。
一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 10份；
阴离子表面活性剂 10份；
氢氧化钠 20份；
磷酸钠 10份；
乙二醇 15份；
促进剂 15份；
其余组分为水。
实施例4
本实施例为较佳实施方式。
一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 5份；
阴离子表面活性剂 10份；
氢氧化钠 15份；
磷酸钠 10份；
乙二醇 15份；
促进剂 15份；
其余组分为水。
实施例5
本实施例为较佳实施方式。一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 5份；
阴离子表面活性剂 10份；
氢氧化钠 15份；
磷酸钠 10份；
乙二醇 15份；
促进剂 15份；
其余组分为水。
进一步地，本发明的螯合剂为葡萄糖酸钠。
实施例6
本实施例为较佳实施方式。
一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 50份；
阴离子表面活性剂 10份；
氢氧化钠 15份；
磷酸钠 10份；
乙二醇 15份；
促进剂 15份；
其余组分为水。
进一步地，本发明的阴离子表面活性剂为甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠。
实施例7
本实施例为较佳实施方式。
一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 5份；
阴离子表面活性剂 10份；
氢氧化钠 10份；
磷酸钠 5份；
乙二醇 15份；
促进剂 1 5份；
其余组分为水。
进一步地，本发明促进剂为多硫化钠，Na2SX中X≥4。
实施例8
本实施例为较佳实施方式。
一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂的使用方法，包括以下步骤：
A.将清洗药剂按照配比配制成水溶液，得到清洗液待用；所述水溶液的浓度为5-10wt.%。
B.待污水收集管线隔离、排空、吹扫，连接临时流程。
C.将配置好的步骤A中的清洗液加注到污水收集管线内，进行浸泡。
D.利用机泵对加注的清洗液进行循环，每间隔0.2-1h取样化验废液中的硫化物含量、SS和油含量判定清洗作业终点。
E.排出清洗液，加注清水替换污水收集管线内的清洗液残液。
F.拆除临时流程，恢复污水收集管线生产流程，清洗完成。
进一步地，本发明在步骤C中，浸泡的时间为4-8h。
进一步地，本发明在步骤D中，循环的时间为6-12h。
进一步地，本发明在步骤D中，每间隔0.5h取样化验废液中的硫化物含量、SS和油含量判定清洗作业终点。
实施例9
在实际清洗中，采用实施例1-4的清洗药剂，实验性能评价如下：
实施例10
在实际清洗中，采用实施例1-4的清洗药剂，现场应用效果如下：
元坝气田YB205集气站至YB205-1单井站间长度约2.7km的污水收集管线连续运行一年多来，内部大量积垢，管道内壁可见部位最大积垢厚度5.6mm，运行流量减小超过30%。使用该清洗剂进行清洗后，使用内窥镜检查管道内壁无积垢，管线流量恢复正常，有效的保障了元坝气田YB205集气站至YB205-1单井站间污水收集管线的正产运行。

Claims (10)

1.一种高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
螯合剂 1-10份；
阴离子表面活性剂 1-20份；
氢氧化钠 1-20份；
磷酸钠 1-10份；
乙二醇 1-20份；
促进剂 1-20份。
2.如权利要求1所述的高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，其特征在于：
螯合剂 5-10份；
阴离子表面活性剂 10-20份；
氢氧化钠 10-20份；
磷酸钠 5-10份；
乙二醇 10-20份；
促进剂 10-20份。
3.如权利要求1所述的高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，其特征在于：所述螯合剂为EDDHA、DTPMPA、EDTMPS或者葡萄糖酸钠。
4.如权利要求1所述的高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为阴离子聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠。
5.如权利要求1所述的高含硫气田污水收集管线的清洗药剂，其特征在于：所述促进剂为多硫化钠，Na2SX中X≥4。
6.一种如权利要求1-4中任一项所述的清洗药剂的使用方法，包括以下步骤：
A.将清洗药剂按照配比配制成水溶液，得到清洗液待用；
B.待污水收集管线隔离、排空、吹扫，连接临时流程；
C.将配置好的步骤A中的清洗液加注到污水收集管线内，进行浸泡；
D.利用机泵对加注的清洗液进行循环，每间隔0.2-1h取样化验废液中的硫化物含量、SS和油含量判定清洗作业终点；
E.排出清洗液，加注清水替换污水收集管线内的清洗液残液；
F.拆除临时流程，恢复污水收集管线生产流程，清洗完成。
7.如权利要求5所述的清洗药剂的使用方法，其特征在于：在步骤A中，水溶液为5-10wt.%的水溶液。
8.如权利要求5所述的清洗药剂的使用方法，其特征在于：在步骤C中，浸泡的时间为4-8h。
9.如权利要求5所述的清洗药剂的使用方法，其特征在于：在步骤D中，循环的时间为6-12h。
10.如权利要求5所述的清洗药剂的使用方法，其特征在于：在步骤D中，每间隔0.5h取样化验废液中的硫化物含量、SS和油含量判定清洗作业终点。
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