高压水射流除垢技术在油田的应用

油气田在开发过程中大量存在结垢问题，已严重影响了油田生产。垢的种类很多，但通常油田产出水中只含有其中少数几种垢。最常见的垢有碳酸盐垢，组成为CaCO3、MgCO3；硫酸盐垢，组成为CaSO4、BaSO4、SrSO4等；铁化物垢，组成为FeCO3、FeS、Fe(OH)2、Fe2O3；还有NaCl垢。结垢主要发生在井下地层、油套管、地面设备和集输管线等处，最为突出的还是集输管线结垢得问题。特别是汇管、输油支干线和加热炉盘管等。每年需投入大量的人力、物力、财力，对结垢严重影响生产的集输管线进行停产更换，极大的影响了原油的正常生产。
 
一、除垢原理

高压水射流除垢是利用柱塞泵产生的高压水经喷嘴喷射到垢层来除垢，除垢彻底、效率高，是目前国内外较成熟的一项除垢技术。高压水射流增压是运用液体增压原理，通过高压泵，将机械能转换成压力能，具有巨大压力能的水通过小孔喷嘴将压力能转变成高压水动能，从而形成高压水射流。高速射流本身具有较高的刚性，在与垢碰撞时，产生极高的冲击动压和涡流。高压水射流从微观上存在刚性高和刚性低的部分，刚性高的部分产生的冲击动压增大了冲击强度，宏观上看起快速楔劈作用，而刚性低的部分相对于刚性高的部分形成了柔性空间，起吸屑、排屑作用，从而可以快速干净地除去垢层。

二、参数选择

高压水射流的压力是根据垢层的附着力和管线的材质进行优选。结垢管的垢有沉积泥层、垢层、垢蚀层等多种形式，北京德高洁清洁设备有限公司经过现场的多次对比试验，在冲洗内壁垢层的钢质输油管线时采用DP 800/84DS高压清洗机可以达到较好的清洗效果。在喷头的选择上应兼顾高压泵的排量和结垢管线的内径，对于直径为159mm 的结垢管线来说，采用喷射孔直径O.5mm 、喷射角为60°的后六喷头，对垢层可以达到较好的去除效果。同时在增压泵与喷头之间的连接管路不宜过长，以50～70m 为宜，否则压力损失太大会影响除垢质量。
 
三、技术优点

高压水射流除垢成本低。水射流使用的介质是自来水，并不需要添加洗涤剂，同时高压水射流属于细射流，平均用水量仅为2m³/h，大大节约了除垢费用。高压水射流除垢速度非常快，由于水射流的冲刷、契劈及磨削等作用，可立即将结垢物打碎脱落，对于直径为159 mm的结垢管线，除垢速度可达1 m/min。

综上所述，我们可以看出高压水射流除垢技术具有安全、清洁、无污染，应用范围广等特点，特别适用于油田集输管线的清洗除垢，可大力推广应用。