CN111451224B - 一种油气田管线清管清垢装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油气田管线清管清垢装置及方法，包括前盖板、后盖板、内壳和外壳，所述的内壳位于外壳内，所述的前盖板和后盖板分别设在外壳的前后两端；所述的内壳和外壳之间通过前盖板和后盖板形成空腔，该空腔内填充有固体溶垢剂；所述的内壳后段部位上开有多个通孔，前盖板上分布有多个盖板孔；所述的内壳内连接有叶轮。本发明用于采油气生产中因管道结垢堵塞的疏通作业。本装置内壳开有通孔，装置前端开有盖板孔，液流从通孔进入，将溶垢剂从盖板孔带出。本装置内外壳前端加工有牙型缺口，对管内垢层有一定的破碎作用。本发明利用溶垢剂的长久释放以及机械破碎相结合实现高效清管清垢，结构简单，不需外加动力，不影响生产的优点。

Description

一种油气田管线清管清垢装置及方法

技术领域

本发明涉及油气田管线清管技术领域，具体涉及一种油气田管线清管清垢装置及方法。

背景技术

油气田管道内的垢样包括无机物和以石油及沥青为主的有机物，管道中大量出现的油田垢，成分上大体可分为盐类垢、腐蚀垢及泥沙沉积垢。当各产层混输时，不配伍的液体相混合，一些离子结合后会形成在水中不溶、微溶和难溶的物质，这些物质在管道内沉积下来产生盐类垢，如碳酸盐垢、硫酸盐垢。同时金属管道内的腐蚀产物、泥沙等沉积下来，共同形成混合垢。如果其继续生成，最终可能阻塞管道，甚至完全堵死，造成管道废弃。

管道结垢的预防通常采用以下方式：（1）选用耐腐蚀材料；（2）添加化学药剂，如缓蚀剂、阻垢剂等；（3）流程改造，单层单输，避免混层集输；（4）物理防垢：通过发射超声波、电磁波扰乱垢晶的形成和长大。

结垢形成后，需要对管线进行清管作业，常用的清垢方法大致分为三类：

一是化学除垢，根据垢层的化学成分，选用合适的酸类化学剂进行溶解除垢。ZL201510907377.X公开了一种阻止盐卤结垢的改性剂，其成分质量配方组成为：2-膦酸丁烷-1，2，4-三羟基酸四钠 10-20份；聚丙烯酸钠 5-10份；椰油酸二乙醇酰胺 2-3份；聚醚改性硅0.2-0.5份；其余为水。近年来，针对典型的硫酸钡锶垢，先后开发出了硫酸钡锶垢溶垢剂，在管道上广泛应用。但是由于垢的成分不同，一般的溶垢剂适用范围有限。

二是机械除垢，采用强力清管器，有磁力清管器、刷轮清管器。清管器除垢与其它除垢方式相比具有操作简便，价格低，施工周期短，施工人员少，施工设备简单，强度低、无污染等特点。但是清管器为直线运动，要清理干净管内垢层，一般需要5-10遍，清管效率低，质量差。 CN2082646U介绍了一种管内除垢机，使用垢管固定于管体架上，管内置喷水拉刀体，刀体接于动力传动的机构上，刀体上有大小不一的环形刀片组，在动力作用下刀体在管内慢行，刮下的垢物由刀体内喷出的流水带出体外，达到除垢的目的。

三是高压水射流除垢，利用柱塞泵产生的高压水经过特殊喷嘴喷向垢层，凑够彻底，效率高，但装机容量大，耗水多，存在水处理问题，清洗后也无法快速安全排垢。

其它方式还有在管线中周期投加通管球，利用管内流体推动将管内蜡质、垢层带走，达到疏通管道的目的。但收球周期长，通管球容易丢失，对硬质垢堵塞清管效果差。空穴射流清垢技术将机械除垢与高压水射流除垢相结合，除垢效果好，但对管线有损伤，耗水大，对环境有污染。

以上大部分除垢技术都需要停产，并需要外加动力，对油田正常生产造成影响。

发明内容

本发明的目的是在不影响管道正常生产的前提下，提供一种管道清管清垢装置及方法，本发明将化学剂溶垢和机械除垢相结合，装置填满固体溶垢剂后置入管道，利用流体推动自动清管清垢。施工成本低，操作方便，清管效果好，不污染环境。

本发明的具体技术方案如下：

一种油气田管线清管清垢装置，包括前盖板、后盖板、内壳和外壳，所述的内壳位于外壳内，所述的前盖板和后盖板分别设在外壳的前后两端；所述的内壳和外壳之间通过前盖板和后盖板形成空腔，该空腔内填充有固体溶垢剂；所述的内壳后段部位上开有多个通孔，前盖板上分布有多个盖板孔；所述的内壳内连接有叶轮。

所述的内壳和外壳均为中空圆柱体状。

所述的内壳前端设有多个内牙型缺口，且均匀分布。

所述的外壳前端设有多个外牙型缺口，且均匀分布。

所述外壳的最大直径为25-80mm。

所述的后盖板与外壳螺纹连接。

所述的通孔均匀分布在内壳后段部位上。

所述的盖板孔均匀分布在前盖板上。

一种油气田管线清管清垢方法，具体步骤为：

步骤一，旋下后盖板，充填入足量固体溶垢剂后，旋紧后盖板螺纹；

步骤二， 打开管线外输端法兰盘，观察管线堵塞情况，然后放入尺寸小的清管清垢装置，然后恢复管线连接；

步骤三，管内流体从内壳内流出推动叶轮转动，带动清管清垢装置旋转前行；如遇堵塞，清管清垢装置前端牙型结构对堵塞垢物机械破碎；同时部分流体经内壳后段的通孔流入固体溶垢剂空腔对固体溶垢剂进行溶解，将溶解的固体溶垢剂经盖板孔长期释放到堵塞垢层，清管清垢装置在管道中不断前行；

步骤四，管道输入端收球筒接收到尺寸小的清管清垢装置后，再按照上述步骤依次在管线外输端放入尺寸逐渐增大的清管清垢装置，完成管线清管作业。

所述的固体溶垢剂为EDTA压制成型。

本发明的有益效果为：

本发明结构简单，容易加工，成本低。本发明适用于不同结垢程度的堵塞管线的清管清垢，施工工艺简单，操作方便。本发明不需要管线停产，不需要外加动力自动清管清垢。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明结构侧视图。

图中，附图标记为：1、固体溶垢剂；2、叶轮；3、通孔；4、盖板孔；5、内牙型缺口；6、外牙型缺口；7、内壳；8、外壳；9、前盖板；10、后盖板。

具体实施方式

实施例1：

本发明的目的是在不影响管道正常生产的前提下，提供如图1和2所示的一种管道清管清垢装置，本发明将化学剂溶垢和机械除垢相结合，装置填满固体溶垢剂后置入管道，利用流体推动自动清管清垢。施工成本低，操作方便，清管效果好，不污染环境。

一种油气田管线清管清垢装置，包括前盖板9、后盖板10、内壳7和外壳8，所述的内壳7位于外壳8内，所述的前盖板9和后盖板10分别设在外壳8的前后两端；所述的内壳7和外壳8之间通过前盖板9和后盖板10形成空腔，该空腔内填充有固体溶垢剂1；所述的内壳7后段部位上开有多个通孔3，前盖板9上分布有多个盖板孔4；所述的内壳7内连接有叶轮2。

本发明在不影响管道正常生产的前提下，将化学剂溶垢和机械除垢相结合，装置填满固体溶垢剂后置入管道，利用流体推动自动清管清垢。施工成本低，操作方便，清管效果好，不污染环境。

本发明在工作时，管内流体从本装置内孔流出推动叶轮2转动，带动装置旋转前行。由于叶轮2对流体的阻挡作用，部分流体经内壳7后段的通孔3流入固体溶垢剂1空腔，将溶解的固体溶垢剂1经前端盖板孔4长期缓慢释放到堵塞垢层。采用固体溶垢剂1进行化学溶垢。本装置在管道中不断前行，不断释放化学溶垢。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，所述的内壳7和外壳8均为中空圆柱体状。

优选地，所述的内壳7前端设有多个内牙型缺口5，且均匀分布。

优选地，所述的外壳8前端设有多个外牙型缺口6，且均匀分布。

本装置内壳7连有伸向内空腔的叶轮2，在流体推动下叶轮2带动装置旋转。内外壳前端的牙型结构转动对接触的垢层机械破碎。

优选地，所述外壳8的最大直径为25-80mm。

优选地，所述的后盖板10与外壳8螺纹连接。

优选地，所述的通孔3均匀分布在内壳7后段部位上。

优选地，所述的盖板孔4均匀分布在前盖板9上。

本发明为中空圆柱体状，能自动释放溶垢剂溶解前端堵塞的垢层，自动旋转对垢层进行机械破碎，实现对结垢管线的清管清垢作业。适用于油田集输或注水管线的清管和清垢，管线规格主要为外径ф60mm-ф89mm。

本发明将高效溶垢剂与高分子骨架材料压制成型后成固体，充填于清垢装置内外壳、前后盖板间组成的空腔内。管内流体受叶轮2的阻挡作用，部分经内壳通孔3进入空间，将溶解的溶垢剂经装置前端盖板孔4长期缓慢释放到堵塞垢层。

一种油气田管线清管清垢方法，具体步骤为：

步骤一，旋下后盖板10，充填入足量固体溶垢剂1后，旋紧后盖板10螺纹；

步骤二， 打开管线外输端法兰盘，观察管线堵塞情况，然后放入尺寸小的清管清垢装置，然后恢复管线连接；

步骤三，管内流体从内壳7内流出推动叶轮2转动，带动清管清垢装置旋转前行；如遇堵塞，清管清垢装置前端牙型结构对堵塞垢物机械破碎；同时部分流体经内壳7后段的通孔3流入固体溶垢剂1空腔对固体溶垢剂1进行溶解，将溶解的固体溶垢剂1经盖板孔4长期释放到堵塞垢层，清管清垢装置在管道中不断前行；

步骤四，管道输入端收球筒接收到尺寸小的清管清垢装置后，再按照上述步骤依次在管线外输端放入尺寸逐渐增大的清管清垢装置，完成管线清管作业。

所述的固体溶垢剂1为EDTA压制成型。

以清理外径60mm管线为例：

首悬旋下装置后盖板10，充填入足量高效的固体溶垢剂1后，旋紧前后盖板螺纹。

打开管线外输端法兰盘，观察管线堵塞情况，如果堵塞严重，先放入φ25mm清管清垢装置，然后恢复管线连接。

管内流体从装置内孔流出推动叶轮2转动，带动装置旋转前行。如遇堵塞，装置前端牙型结垢对堵塞垢物机械破碎。同时由于叶轮2对流体的阻挡作用，部分流体经内壳后段的通孔3流入固体溶垢剂空腔，将溶解的固体溶垢剂1经前端盖板孔4长期缓慢释放到堵塞垢层。化学溶垢和机械破碎相结合，装置在管道中不断前行。

管道输入端收球筒接收到φ25mm清管清垢装置后，再按照上述步骤依次在管线外输端放入φ40mm和φ55mm清管清垢装置，完成管线清管作业。

本发明的外壳8尺寸成系列变化，比如对于外径60mm的管线，可以将装置的最大直径设计成25mm、40mm、55mm。本装置长度要确保能通过管线弯头。

本发明中，内外壳、前后盖板间形成空腔用来充填固体溶垢剂1，根据管线长度、结垢程度、有效作用时间计算所需的溶垢剂量。空腔的容积可以根据需要，在保障装置过弯能力的前提下，适当调整内壳7直径和装置长度，以确保充填足够的固体溶垢剂1，保证整个清垢的顺利完成。

本装置施工成本低，操作方便，清管效果好，不污染环境。本发明适用于不同结垢程度的堵塞管线的清管清垢，施工工艺简单，操作方便。不需要管线停产，不需要外加动力自动清管清垢。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明没有详细叙述的装置结构及方法步骤均为本行业的公知技术和常用方法，这里不再一一叙述。

Claims (9)

1.一种油气田管线清管清垢装置，其特征在于：包括前盖板（9）、后盖板（10）、内壳（7）和外壳（8），所述的内壳（7）位于外壳（8）内，所述的前盖板（9）和后盖板（10）分别设在外壳（8）的前后两端；所述的内壳（7）和外壳（8）之间通过前盖板（9）和后盖板（10）形成空腔，该空腔内填充有固体溶垢剂（1）；所述的内壳（7）后段部位上开有多个通孔（3），前盖板（9）上分布有多个盖板孔（4）；所述的内壳（7）内连接有叶轮（2）。

2.根据权利要求1所述的一种油气田管线清管清垢装置，其特征在于：所述的内壳（7）和外壳（8）均为中空圆柱体状。

3.根据权利要求1所述的一种油气田管线清管清垢装置，其特征在于：所述的内壳（7）前端设有多个内牙型缺口（5），且均匀分布。

4.根据权利要求1所述的一种油气田管线清管清垢装置，其特征在于：所述的外壳（8）前端设有多个外牙型缺口（6），且均匀分布。

5.根据权利要求1所述的一种油气田管线清管清垢装置，其特征在于：所述外壳（8）的最大直径为25-80mm。

6.根据权利要求1所述的一种油气田管线清管清垢装置，其特征在于：所述的后盖板（10）与外壳（8）螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种油气田管线清管清垢装置，其特征在于：所述的通孔（3）均匀分布在内壳（7）后段部位上。

8.根据权利要求1所述的一种油气田管线清管清垢装置，其特征在于：所述的盖板孔（4）均匀分布在前盖板（9）上。

9.一种油气田管线清管清垢方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一，旋下后盖板（10），充填入足量固体溶垢剂（1）后，旋紧后盖板（10）螺纹；

步骤二，打开管线外输端法兰盘，观察管线堵塞情况，然后放入尺寸小的清管清垢装置，然后恢复管线连接；

步骤三，管内流体从内壳（7）内流出推动叶轮（2）转动，带动清管清垢装置旋转前行；如遇堵塞，清管清垢装置前端牙型结构对堵塞垢物机械破碎；同时部分流体经内壳（7）后段的通孔（3）流入固体溶垢剂（1）空腔对固体溶垢剂（1）进行溶解，将溶解的固体溶垢剂（1）经盖板孔（4）长期释放到堵塞垢层，清管清垢装置在管道中不断前行；

步骤四，管道输入端收球筒接收到尺寸小的清管清垢装置后，再按照上述步骤依次在管线外输端放入尺寸逐渐增大的清管清垢装置，完成管线清管作业。

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